WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «Современные технологии машиностроительного производства, инновационные направления развития компрессорной техники и газоразделительных систем» Краснодар ...»

МЕЖДУНАРОДНАЯ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

«Современные технологии

машиностроительного производства,

инновационные направления развития

компрессорной техники

и газоразделительных систем»

Краснодар

Министерство образования и наук

и РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования КубГТУ

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

Открытое акционерное общество «КОМПРЕССОРНЫЙ ЗАВОД «БОРЕЦ»

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА, ИННОВАЦИОННЫЕ

НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ

И ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию ОАО «Компрессорный завод «БОРЕЦ»

Краснодар УДК 621+621.51 ББК 34.5+31.76 С56 С56 Современные технологии машиностроительного производства, инновационные направления развития компрессорной техники и газоразделительных систем : сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию ОАО «Компрессорный завод «БОРЕЦ», 25–28 сентября 2012 г. / М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «Кубан. гос. технол. ун-т», ОАО «Компрессорный завод «БОРЕЦ». – Краснодар : Издательский Дом – Юг, 2013. – 96 с .

ISBN 978-5-91718-251-3 В сборнике представлены доклады международной конференции по современным технологиям производства и инновационного направления развития компрессорной техники и газоразделительных технологий, посвященной 60-летию ОАО «Компрессорный завод «БОРЕЦ» .

В докладах отражены достижения российских и зарубежных специалистов в области компрессоростроения, модернизации машиностроительного оборудования, перспективы создания Южнороссийского технологического парка .

ББК 34.5+31.76 УДК 621+621.51 © ФГБОУ ВПО «КубГТУ», 2013 ISBN 978-5-91718-251-3 © ОАО «Компрессорный завод «БОРЕЦ», 2013 © ООО «Издательский Дом – Юг», 2013

ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ КОМИТЕТ

Сопредседатели:

Бережной С.Б. – д-р техн. наук, КубГТУ, г. Краснодар Васюкова Т.В. – ген. директор ОАО «Компрессорный завод «БОРЕЦ», г. Краснодар

Учёный секретарь:

Пунтус А.В. – канд. техн. наук, КубГТУ, г. Краснодар

Технический редактор:

Кунин Н.Г .

Члены оргкомитета:

Крюков А.М. – канд. техн. наук, секретарь комитета по промышленности, ЖКХ и строительству Законодательного собрания Краснодарского края Соболев И.А. – канд. экон. наук, МОАО «Седин», г. Краснодар Беззаботов Ю.С. – канд. техн. наук, КубГТУ, г. Краснодар Иосифов В.В. – канд. техн. наук, КубГТУ, г. Краснодар Метильков С.А. – д-р техн. наук, КубГТУ, г. Краснодар Ишанов Г.Н. – АО «Мангистаумунайгаз», Казахстан Лях М.М. – канд. техн. наук, Ивано-Франковский национальный технологический университет нефти и газа, Украина СОДЕРЖАНИЕ Бережной С.Б., Крюков А.М .

Современные технологии машиностроительного производства, инновационные направления развития компрессорной техники как инструмент реализации стратегических приоритетов экономики на юге России





Терещенко А.В .

В ногу со временем

Плаксин А.Б .

Новые технологии в компрессоростроении

Хисамеев И.Г., Сафиуллин А.Г., Муртазин Р.Ф., Футин В.А .

Современные мультипликаторные центробежные компрессоры для воздуха, технологических газов и перспективы их развития

Поленов В.В .

Автоматика в компрессоростроении

Крюков А.М., Кошевой Е.П., Косачев В.С .

Математическая модель разделения газовой смеси в мембранном модуле

Хисамеев И.Г., Баткис Г.С., Сафиуллин А.Г., Харитонов А.П., Ибрагимов Е.Р., Кузьмин О.Л., Русланов С.Л .

Комплексные решения по поставке компрессорных станций и технологических линий для ГПЗ

Шамаров М.В., Мелёхина М.Ю .

Анализ массогабаритных показателей поршневого компрессора для передвижной компрессорной станции.............. 50 Лебединская Т.Ю., Секин Е.В .

Надежность технологического оборудования и компрессоров

Степаков А.Н .

Пневомаудит промышленных предпрятий

Бережной С.Б, Соболев И.А .

О создании южнороссийского технологического парка на базе МОАО «СЕДИН»

Иосифов В.В., Ратнер С.В .

Структурные изменения мировых рынков машиностроительной продукции

Иосифов В.В., Коржов Ю.Ю .

Технологическое обеспечение производства на базе модульных технологий

Сергеева Е.Е .

Применение многоцелевых станков в условиях современного производства

Бережной С.Б., Метильков С.А .

Специальные цепные передачи

Пунтус А.В., Мевша Н.В .

Регистрация динамических процессов

Крупнов Б.В., Довбыш В.Д., Нелюбин Н.В .

Восстановление зубчатых колес методом электролитического натирания

Крупнов Б.В., Бокатов В.В .

К вопросу расчета режима детонационного напыления............... 92

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА,

ИННОВАЦИОННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ КАК ИНСТРУМЕНТ

РЕАЛИЗАЦИИ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ПРИОРИТЕТОВ

ЭКОНОМИКИ НА ЮГЕ РОССИИ

–  –  –

Правительство Российской Федерации определило основные приоритеты модернизации страны – энергоэффективность, энергосбережение, новые технологии (нанотехнологии), техническое перевооружение производств, это всё является основой нового технологического уклада экономики государства .

Базовые предприятия, сохранившие свой технический и кадровый потенциал являются тем механизмом развития, который на основе государственно-частного партнёрства обеспечивает выработку и реализацию стратегических приоритетов в масштабах отдельных секторов экономики .

Международная научно-практическая конференция «Современные технологии машиностроительного производства, инновационные направления развития компрессорной техники и газоразделительных технологий», приуроченная к 60-летию Краснодарского компрессорного завода, ныне ОАО «Компрессорный завод «Борец» подвела итоги компрессоростроения в России и странах СНГ, определила перспективы развития и выявила ряд проблем .

За годы перестройки, в последнее время, в результате не продуманной технической политики, структурной реорганизации промышленности России, пострадали многие отрасли народного хозяйства, а ряд предприятий просто перестали существовать. Например, в Краснодаре: Краснодарсельмаш, завод автоматических линий им. Калинина, завод «Октябрь», ХБК, КСК, ЗИП, РИП и др. Эти предприятия не выдержали конкуренции в отсутствие четкой промышленной и экономической политики государства, как внутри страны, так и с зарубежными государствами и их производителями. Это не могло не коснуться производителей компрессорной техники .

Объемы заказов и производства снизились в разы, а из-за невозможности достойно оплачивать квалифицированный труд остро встал вопрос кадрового потенциала, особенно не хватает квалифицированных конструкторов и технологов. Существующая оплата труда на предприятиях не стимулирует молодых специалистов, в процессе обучения, к углубленному изучению специальных дисциплин, адаптации к требованиям технологического процесса предприятия и их профессиональному росту .

Тем не менее, большинство компрессорных заводов устояли и действуют, что подтверждает стратегическую важность и востребованность их продукции. Так ОАО «Компрессорный завод «Борец», меняя векторы своей деятельности, практически полностью ушел от выпуска компрессоров общего назначения и перешел к изготовлению специальных компрессоров высокого давления для различных газов. В настоящее время завод вынужден выпускать продукцию исключительно по техническому заданию заказчика, гарантированно обеспечивающего финансирование исполнителя .

Сократились финансовые возможности предприятий для проведения научных исследований в этой области и внедрения их результатов, изготовления и испытания опытных машин. Тем не менее, завод тесно сотрудничает с Кубанским технологическим университетом, как в области научных исследований, так и области подготовки кадров. На заводе успешно действует филиал КубГТУ, позволяющий успешно адоптировать молодых специалистов к требованиям современного производства .

Участие в конференции и выступление представителей таких компаний как НАК Нефтегаз Украины, ЗАО Финпроматом, Мангистаймуназгаз Казахстан подчеркивает заинтересованность в производстве и востребованность данного вида продукции. Представитель компаний Казахстана рассказал об опыте эксплуатации компрессорных установок для компремирования попутного газа, которые были поставлены ими в 2010 году, и подчеркнул, что в планах компаний продолжение сотрудничества с ОАО «КЗ Борец» в дальнейшем .

Ведущий специалист военизированной спасательной службы Ливко НАК Нефтегаз Украины особо отметил, что использование газоразделительных установок для получения азота при эксплуатации нефтяных и газовых скважин значительно повысило безопасность производства, а газоразделительные технологии требуют дальнейшего развития .

Участие в конференции Кубанского технологического университета, НИИ Турбокомпрессор им. Шнеппа г. Казань, Ивано-Франковского национального университета Украины показало перспективы сотрудничества в области подготовки кадров, требований к инженерам, научно-исследовательских работ и практического производства. Представители немецких компаний «Compressor products international» и « Schneider Electric» обозначили возможность использования современного мирового опыта для производства высококачественной продукции на компрессорных заводах России .

Участники конференции отметили важность деятельности ОАО «Компрессорный завод Борец» по направлениям развития новой техники, внедрения новых технологий и конструкций машин, научного и кадрового развития совместно с НИИ и ВУЗами и рекомендовали объединить многоцелевые интересы представителей предприятий – производителей, компаний эксплуатирующих компрессорную технику, НИИ, ВУЗов, в едином реальном инвестиционном проекте, обеспечивающем решение российского компрессоростроения, как основы технологической безопасности России .

В НОГУ СО ВРЕМЕНЕМ

–  –  –

Вот и подошел очередной юбилей. ОАО «Компрессорный завод»

исполнилось 60 лет. Чем живет Завод сегодня? Как сохранили кадровый и технологический потенциал и чего достиг завод за последние 10 лет? Что сохранили и что приумножили? Каким путем пойдем дальше? Столько вопросов, на которые нужно дать ответ тем, кто живет с Заводом одной жизнью, кому небезынтересна его судьба, кому вообще небезынтересна судьба машиностроения в России .

Наиболее значимым событием за последние десять лет стало вхождение ОАО «Компрессорный завод» в состав Группы Компаний «Борец» в 2008 году и переименование его в ОАО «Компрессорный завод «Борец» .

Это событие стало также важнейшим техническим прорывом – наш завод получил передовые технологии московского завода «Борец», расширил номенклатуру выпускаемой продукции, перенял современные методы крупно узлового проектирования, системы учета и управления производством, электронные базы конструкторской документации и многое другое .

При этом уже имелась своя значительная номенклатура выпускаемой продукции, свои линии сбыта, постоянные клиенты, сервисная служба.

Ниже приведены серийно выпускаемые компрессорные установки и станции на базах ОАО «Краснодарский компрессорный завод»:

– 2У,4У (2ВУ-2,5/9, 4ВУ-5/9);

– 2П (2ВП-2/220, 2ВП-6/35, 2ГП-6/18, 2УП);

– 3П (ВП3-20/9, 3ГП-12/35, 3ГП-5/220);

– 2,5М (2ВМ2,5-9/101, 2ВМ2,5-9/220, 2ВМ2,5-5/221, 2ГМ2,5-5/200С);

– 4М2,5 (4ВМ2,5-14/101, 4ВМ2,5-10/220);

– 7П (7ВП-20/220, ВП-50/8М);

– а так же уникальные станции серий СДА (СДА-5/220, СДА-10/101, СДА- 10/251, СДА-20/251), СД (СД-9/101, СД-9/220, СД-18/101, СД-18/251) и АМУ (АМУ-0,83/15, АМУ-1/13, АМУ-0,033/9-99,6, АМУ-0,26/13, АМУ-0,17/10) .

Но вернемся обратно к 2008 году и перечислим передовые технологии московского завода «Борец», которые стали достоянием нашего завода:

• модульные компрессорные станции ВКУ КС на базе винтовых воздушных и газовых компрессоров «Шторм»;

• модульные воздушные и газовые компрессорные станции серии МКС на базе серийно изготавливаемых поршневых компрессоров собственного производства;

• воздушные и газовые компрессорные установки на базах 2М4 и 5П, изготовленные на единой сварной раме с замкнутой системой охлаждения, автоматикой и со всем необходимым оборудованием в габаритах установки;

• компрессорные установки сверхвысокого давления до 400 кг/см2 .

Данная «высота», т.е. давление было недосягаемым для нашего завода многие годы до объединения с ОАО «Борец» .

Теперь хотелось бы более подробно остановиться на каждом виде продукции .

Модульные компрессорные станции ВКУ КС на базе винтовых воздушных и газовых компрессоров «Шторм» и модульные компрессорные станции серии МКС на базе поршневых компрессорных установок для сжатия газов .

Модульные компрессорные станции представляют собой утепленный контейнер собственного производства или модифицированный железнодорожный контейнер, оборудованный системами жизнеобеспечения: отопления, газоанализации, пожаротушения, освещения, вентиляции и так далее .

Система автоматики модульных компрессорных станций обеспечивает проведение предпусковых операций, пуск и остановку компрессорного агрегата, а также контроль основных параметров, защиту от аварийных режимов работы, управление световой и звуковой сигнализацией .

Проектирование модульных компрессорных станций осуществляется конкретно под каждого заказчика. Процесс проектирования на сегодняшний день максимально сокращен за счет применения трехмерного моделирования, позволяющего производить унификацию узлов и комплектующих, прочностные расчеты, расчеты скоростей потоков в трубопроводах и многое другое в одной среде Solid Works. После проектирования трехмерных моделей компрессорной станции следует изготовление чертежей с параллельной проработкой отелом Главного технолога норм на материалы. Такой принцип позволяет существенно сократить сроки изготовления продукции и снизить издержки за счет исключения операций по доработке и подгонке узлов станции, что на первый взгляд кажется неизбежным для новой техники .

В настоящее время, когда ликвидность оказывает наибольшее влияние на решение об инвестировании в ту или иную область производства сокращение сроков изготовления продукции является краеугольным камнем существования завода и его процветания .

Теперь перейдем к компрессорным установкам сверхвысокого давления до 400 кгс/см2. Как известно, при проектировании любой компрессорной техники подвергаются расчетам на прочность ее узлы. Но одно дело изготовление компрессоров на давление 10 кгс/см2 и совсем другое на 400 .

Здесь ошибок быть не может ни в расчетах, ни в подборе материалов, ни в качестве закупленных материалов, ни в квалификации рабочих, изготавливающих эти установки, ни в квалификации контролирующих инженеров. На сегодняшний день можно с гордостью заявить, что в ОАО «Компрессорный завод «Борец» все это есть! Мы освоили технологию и изготавливаем компрессоры 402ВП-4/400 и 302ВМ4-8/401М2 .

Однако ОАО «Компрессорный завод «Борец» не остановился на достигнутом и продолжает модернизировать и совершенствовать конструкцию своей продукции:

1. В ходе взаимовыгодного партнерского сотрудничества с компанией

CPI были заменены быстро изнашиваемые узлы компрессорных установок:

сальники, маслосниматели, клапаны и поршневые кольца. Результат – заказчик может заказать компрессорную установку в специальной комплектации со сроком среднего ремонта 8000 часов! Данный ресурс обусловлен проникновением на кристаллическом уровне молекул материала колец в металл гильз и штоков, в результате получается микропленка из материала поршневых колец и сальников, по которой скользят кольца .

2. Вы спросите: «А как же замена масла, она же должна производиться не реже одного раза в 3000 часов?» Эта извечная проблема решена нами совместно с компанией Газпром. Их синтетические и полусинтетические масла со сроком замены 8000 часов позволяют осуществлять сжатие в цилиндре до 220 °С и не вызывают нагарообразование .

3. Применение половолоконных мембран для газоразделения широко известный факт, но мы бы хотели рассказать о развитии данного принципа в рамках нашего завода за последние десять лет .

Первоначально в ОАО «Компрессорный завод «Борец» применялись половолоконные мембраны фирмы Air Products модель SL8060-P3 с давлением газоразделения 40 кгс/см2 и температурой 60 °С. Они требовали изготовления нержавеющих корпусов. Масса двух таких мембран в корпусе была 540 кг .

Сейчас нами применяются мембраны модели PA6050-N1. Новые мембраны позволяют производить газоразделение при давлении 14–16,5 кгс/см2, имеют температуру газоразделения до 80 °С и поставляются в корпусе заводаизготовителя.

Давайте рассмотрим преимущества:

– снижение трудоемкости изготовления блока составило 60 %;

– снижение себестоимости блока составило 70 %;

– снижение потребляемой компрессором мощности составило 21 кВт, что при потреблении дизеля 204 г/кВтч составило 4,3 кг/час или 5 литров солярки в час – это экономия потребителя (на примере СДА-10/251 ) .

– снижение массы станции на 469 кг. Если старый блок весил 540 кг, то новый всего 70,8 кг, что в восемь раз меньше .

4. В 2010 году ОАО «Компрессорный завод «Борец» применил в качестве привода компрессорной установки газопоршневой двигатель. Станция МКС-7,5/5,5-26С предназначенная для компремирования природного газа расположена на месторождении и приводится в действие тем же газом .

5. В 2011 году ОАО «Компрессорный завод «Борец» применил принцип наддува в производстве мобильных компрессорных станций. Команда конструкторов совместно с производством создала станцию СД-30/120 производительностью 30 м3/мин и давлением 120 кгс/см2 .

6. Разработанный комбинированный вариант маслоснимателя, который сочетает в себе камеру с маслосъемными и камеру с уплотнительными кольцами позволил обеспечить герметичность газовых компрессорных установок с одним фонарем, что позволило сократить габаритные размеры компрессорных установок .

7. Разработана отечественная система мониторинга вибрации компрессорных установок для станций на взрывоопасных и вредных газах согласно ПБ 03-582-03. Данная система позволяет производить контроль виброскорости ответственных узлов компрессора и блокировать работу станции при превышении параметров виброскорости выше допустимой величины .

8. Соединив конструкции клапанов предохранительных обоих заводов, мы смогли получить уникальные клапаны класса герметичности А для взрывоопасных и токсичных газов в миниатюрном корпусе. Данное решение позволяет получить продукцию высочайшего качества по цене отечественного производителя .

9. Применение системы смазки фирмы CPI позволило дозированно подавать требуемое количество смазки в каждую точку цилиндра, сократив тем самым общее потребление компрессорного масла и расходы на работу компрессорной станции, а система мониторинга ProFlo позволяет надежно контролировать работу системы смазки и защитит компрессор от поломки .

Даже по достижении 60 лет ОАО «КЗБ» – это молодое развивающееся предприятие, переходящее к комплексному подходу в изготовлении компрессорных станций. Комплексный подход подразумевает продажу не компрессорных установок, а готового к потреблению продукта. Сегодня все больше покупателей приобретают компрессоры с современной системой автоматики, оборудованием подготовки газа перед компрессором и подготовки сжатого газа для производства (осушители, фильтры, сепараторы, системы замкнутого охлаждения и т.д.), современным гарантийным и послегарантийным сервисом, а так же квалифицированной поддержкой по вопросам разработки проекта станций .

Мы не стоим на месте, совершенствуя нашу продукцию. При этом квалифицированный персонал и неизменные традиции ОАО «Компрессорный завод «Борец» оставляют неизменным качество, которое позволит Вам безопасно и надежно работать с нашим оборудованием в течение многих лет. Настоятельно рекомендуем приобретать только качественные запасные части к компрессорам нашего производства, своевременно производить техническое обслуживание и допускать к обслуживанию обученный в нашем обучающем центре персонал .

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОМПРЕССОРОСТРОЕНИИ

А.Б. Плаксин, директор по продажам – Россия и страны СНГ «Compressor Products International»

г. Краснодар, Россия Общая информация Компания «Compressor Products International (CPI)» является крупнейшей составляющей частью транснационального холдинга «EnPro Industries» со штаб-квартирой в США .

История компании CPI насчитывает более 110 лет и уходит корнями к компании «France Compressor Products» основанной в 1898 г-ном А.В. Францом (A.W. France) в Филадельфии (США). Именно тогда г-н Франц впервые предложил и запатентовал конструкцию уплотнительных колец сальника с тангенсальным разрезом .

Патент на кольца сальника с тангенсальным разрезом Стратегия многолетнего партнерства с производителями и потребителями компрессорной техники позволяет накапливать практический опыт и научные знания, направленные на беспрерывное совершенствование производственного процесса и улучшение качества конечной продукции. Помимо основной производственной деятельности компания «Compressor Products International (CPI)» уделяет особое внимание фундаментальным исследованиям и научным разработкам в области современных полимерных материалов и сплавов. Благодаря такому комплексному подходу и всеобъемлющему развитию продукция, производимая под маркой «CPI», по праву занимает лидирующее положение в области компрессионных технологий .

Структура компании Компания CPI имеет глобальную сеть производственных центров, включая:

– Стаффорд, штат Техас (США);

– Конрое, штат Техас (США);

– Брэнтфорд, Онтарио (Канада);

– Медсин Хэт, Альберта (Канада);

– Эдмонтон, Альберта (Канада);

– Хангерфорд (Великобритания);

– Бавей (Франция);

– Буттельборн (Германия);

– Шанхай (Китай);

– Брисбан (Австралия);

– Кампина (Бразилия) .

–  –  –

Продукция для Российского рынка изготавливается на заводе в г. Буттельборн, Германия. Данная производственная площадка является самой современной среди всех промышленных мощностей компании CPI и введена в эксплуатацию в марте 2012 года .

–  –  –

На данной площадке производится основная часть нашей продукции (клапаны, газовые сальники, поршневые кольца), а так же здесь расположен инженерный центр, занимающийся конструкторскими разработками. На заводе реализован полный цикл производства и сервиса продукции .

Научно-исследовательский центр компании CPI расположен в Великобритании, г. Хангерфорд, в состав которого входит испытательный модуль – отдельная площадка, специально организованная для проведения исследований и лабораторных испытаний существующих и новых полимерных материалов и сплавов. Оснащена современными лабораторными стендами, что позволяет проводить широкий диапазон экспериментов и испытаний, в том числе изучение износостойкости материалов в разнообразных газовых средах .

Помимо этого в г. Хангерфорд организовано отдельное производство неметаллических заготовок. Специализированное производство, выпускающее полную гамму полимерных сплавов. Все специальные полимерные сплавы CPI являются собственной запатентованной разработкой нашей компании. Уникальные свойства сплавов CPI обусловлены применением инновационной технологии производства полимерных заготовок (спекание при воздействии повышенных температур и давлений, экструдирование и прочее) .

Данное производство снабжает полимерными заготовками все заводы, входящие в состав компании Compressor Products International .

Все промышленные мощности, образующие сеть производственных площадок в Западной Европе, отвечают высоким стандартам менеджмента качества и сертифицированы на основе ISO 9001:2008 .

Продукция Компания «Compressor Products International (CPI)» предлагает для поставок широкий ассортимент продукции для поршневых компрессоров, который включает:

– клапаны самодействующие (кольцевые, дисковые, комбинированные);

– компрессионные и направляющие кольца;

– газовые и воздушные сальники в сборе, уплотнительные кольца поршневого штока;

– маслосъемные сальники в сборе, маслосъемные кольца поршневого штока;

– поршни и штоки;

– продукцию для компрессоров сверхвысокого давления (уплотнения, плунжеры, гильзы и прочее);

– комплектующие для системы смазки компрессора (плунжерные насосы, разделительные блоки, обратные клапаны и прочее) Помимо отдельных деталей и узлов наша компания специализируется на проектировании и изготовлении комплексных интегрированных решений для поршневых компрессоров, таких как:

– комплектные системы с пневматическим приводом для регулирования производительности поршневых компрессоров;

– системы лубрикаторной смазки, включающие модули для контроля по отсутствию потока и мониторинга в реальном времени;

– системы мониторинга работы поршневого компрессора, определяющие проблемы эксплуатации компрессоров с использованием датчиков температуры и звуковой эмиссии Комплексные интегрированные решения CPI Клапаны для поршневых компрессоров Один из основных видов продукции выпускаемой мод маркой CPI, можно сказать, что история компании началась именно с производства клапанов с неметаллическими рабочими кольцами .

Проектирование клапанов ведется на основе собственной компьютерной программы, которая позволяет осуществить динамический расчет клапаны и смоделировать его работу, исходя из конкретных условий эксплуатации поршневого компрессора.

Анализ конструкции клапана и подбор необходимых материалов рабочего органа и корпусных элементов осуществляется с учетом таких факторов и параметров как:

– рабочие давления и температуры на каждой ступени компрессора;

– состав компримируемой среды (водородосодержащие, жирные и факельные газы, наличие примеси серы и её соединений, природный и попутный нефтяной газ, кислород, азот, углекислый газ, этилен, пропилен, ацетилен, воздух и др.);

– степень загрязнённости газа;

– присутствие конденсата;

– наличие смазки цилиндров и др .

С использованием специального программного обеспечения CPI рассчитываются оптимальные значения конструктивных параметров клапана, определяющие эффективность и долговечность его работы .

Инновационные материалы для клапанов поршневых компрессоров В современных условиях в любой без исключения отрасли машиностроения невозможно добиться значительных положительных результатов без использования прогрессивных полимерных материалов и сплавов. На основе собственных разработок были созданы специальные материалы радиусных дисков клапанов, гарантирующие надежную и долговечную работу клапанов CPI во всех газовых средах, а так же при любых критических условиях эксплуатации (высокая запыленность, наличие конденсата и твердых примесей, химическое и коррозионное воздействие, высокие температуры и давления) .

Конструктивные особенности клапанов CPI

1 – радиусная поверхность диска клапана определяет аэродинамическую характеристику среды и гарантирует низкие потери давления на клапане;

2 – тщательный расчет подпружинивания для надежной работы клапана, пружины из коррозионно-стойкого стального сплава/опорные кнопки из ПТФЕ для снижения дополнительных нагрузок на диск клапана, нет контакта пружина – полимерный диск; 3 – закругленная кромка седла, повторяющая профиль диска, для обеспечения максимальной герметичности; 4 – конструкция центрального болта и самостопорящейся системы гайки соответствуют стандартам API-618;

5 – Наибольшее проходное сечение клапана по сравнению с клапанами других типов (пластинчатый, тарельчатый и прочее). Стандартный материал CPI для сёдел и ограничителей – высокопрочный модифицированный чугун Для более агрессивных и корродирующих сред подбор материала ведется на основе анализа сжимаемого газа .

Новые материалы компании CPI – специальные полимерные сплавы (Special polymer alloys™) Для достижения надежной и долговечной работы компрессорной техники начиная с 80-х годов прошлого века компания CPI приняла долгосрочную программу НИОКР .

Плодами данной программы стали сотни рецептур новых экспериментальных материалов, которые получили название специальные полимерные сплавы (Special polymer alloys™) .

Преимущества специальных полимерных сплавов CPI (Special Polymer Alloys™) позволяют добиться увеличения срока службы поршневых колец и уплотнений штока по сравнению с уплотнениями из других материалов (обычных фторопластов с наполнителями), а так же внести положительные изменения в конструкцию компрессора, обеспечивающие значительное снижение эксплуатационных затрат .

CPI разработал большое количество специализированных полимеров оптимальных для разнообразных газовых сред и различных условий эксплуатации, которые используются для производства уплотнительных колец сальника, компрессионных и направляющих колец:

–  –  –

Преимущества от внедрения современных полимерных материалов

К основным преимуществам от использования прогрессивных высококачественных полимерных сплавов CPI относятся:

– увеличение межремонтного пробега уплотнительных колец поршневого штока и колец цилиндропоршневой группы (в среднем не менее 12–16 тысяч часов непрерывной работы);

– снижение затрат на техническое обслуживание;

– снижение материальных затрат предприятия связанных с простоями оборудования;

– улучшение окружающей среды по причине использования более герметичных конструкций сальников и уплотнительных колец .

Системы лубрикаторной смазки для поршневых компрессоров

В 2010 году холдинг «EnPro Industries» осуществил ряд поглощений на рынке промышленных компаний, что позволило сформировать новое бизнес-подразделение «CPI – системы смазки» .

Продукция бизнес-подразделение «CPI – системы смазки» изготавливается на двух современных заводах в США и включает в себя следующие изделия, узлы и детали:

1. Лубрикаторы/насосы .

Лубрикаторные станции, насосы типов P55U, 2000, 2001, P92, редукторы и насосы типа PLP .

2. Разделительные блоки (клапаны) .

Серии CCT HP, CCT XD, DropSa SMX, SBCO

3. Периферия для аварийного останова и мониторинга:

– серии Pro-Flo PF1, Pro-Flo Junior, DNFT;

– мониторы системы смазки «Deliron»;

– бесконтактные выключатели (CCT и Deliron);

– электронный датчик расхода (EFMT);

– электронный расходомер (EFM) .

4. Принадлежности для системы смазки:

1) обратные клапаны, индикаторы давления; клапаны-хлопушки для сброса давления (POPR);

2) разрывные атмосферные индикаторы; индикаторы цикла (типов Neo-Mag, Deliron, SB-CI);

3) балансировочные клапаны. Одноточечные контрольные приборы (SPTD); заправочные насосы; фильтры .

Помимо производства отдельных комплектующих лубрикаторных систем CPI проектирует и изготавливает комплектные системы смазки, включая:

– комплектные системы смазки на базе лубрикатора и разделительных блоков с расширенными функциями мониторинга;

– смазочные станции с подачей в точки смазки от индивидуальных насосов-питателей .

По типу привода системы подразделяются на:

– системы с индивидуальным приводом;

– системы с приводом от коленвала компрессора .

Все инновационные разработки компании CPI защищены патентами. Для большинства компонентов систем смазки мы предлагаем расширенную гарантию для наших клиентов до 2 (двух) лет непрерывной работы, а для всех типов обратных клапанов – до 5 (пяти) лет .

Примеры эксплуатации продукции CPI на нефтеперерабатывающих предприятиях России и стран СНГ

РОСНЕФТЬ-НОВОКУЙБЫШЕВСКИЙ НПЗ

–  –  –

Примеры внедрения продукции CPI на заводах-изготовителях компрессоров России и стран СНГ Сумское НПО им. М.В. Фрунзе (Украина) Для удовлетворения потребности заказчика в поршневом компрессоре, работающем в широком диапазоне давлений всасывания (от 0,7 до 1,6 МПа), компанией CPI были разработаны клапаны компрессорных цилиндров и комплектная система регулировки производительности .

Три единицы компрессорных установок модели 2ГМ10А-Пуспешно внедрены на одном из предприятий «ГАЗПРОМ» .

ОАО «РУМО» (Россия) В 2008 году было поставлено 70 клапанов для оснащения газомотокомпрессора МКС-12 .

Новые компрессорные установки были смонтированы на предприятии заказчика в составе ПХГ. Несмотря на крайне тяжелые условия эксплуатации, обусловленные очень грязным газом (большое содержание меркаптамовой серы и твердых примесей), клапаны CPI продемонстрировали длительный межремонтный период два сезона закачки. Данный факт убедил заказчика в уникальности технических решений CPI, поскольку ну одна из использованных ранее конструкций клапанов не позволяла достичь столь впечатляющих результатов .

Компрессорный завод «Борец» (Россия) Самые значительные успехи при внедрении продукции CPI на отечественных компрессорах были достигнуты в сотрудничестве с ОАО «Компрессорный завод «Борец» .

Основываясь на постоянно растущих требованиях заказчиков к качеству и надежности компрессорной техники, специалистами ОАО «Компрессорный завод «Борец» и Московского представительства CPI выполнены совместные работы по модернизации существующих конструкций цилиндров компрессоров и практическому оснащению всех без исключения баз и моделей поршневых компрессоров, выпускаемых на предприятии, современными решениями в области клапанов, газовых сальников и колец цилиндропоршневой группы. В течение прошедшего года были проведены работы по внедрению лубрикаторных систем на базе разделительных блоков с расширенными возможностями мониторинга. К настоящему времени закончена сборка и испытания более 10 компрессорных установок моделей 2ВМ4-12/65, 305ВП-16/70 и 305ВП-30/8, укомплектованных системами смазки производства CPI .

Взаимодействие с ОАО «Компрессорный завод «Борец» отличается системным вдумчивым подходом со стороны всех служб и подразделений предприятия, что позволило за последние пять лет оснастить инновационными разработками компании CPI более 100 единиц компрессорных установок, выпущенных под маркой «Борец» .

Данный подход приносит очевидные результаты и позволяет добиться существенного прогресса в сфере качества и надежности поршневых компрессоров. Благодаря этому можно с уверенностью утверждать, что продукция ОАО «Компрессорный завод «Борец» стоит в одном ряду с компрессорами импортного производства и не уступает им по показателям эффективности, долговечности и безотказности в эксплуатации .

СОВРЕМЕННЫЕ МУЛЬТИПЛИКАТОРНЫЕ

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ КОМПРЕССОРЫ ДЛЯ ВОЗДУХА,

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ГАЗОВ

И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ РАЗВИТИЯ

И.Г. Хисамеев, А.Г. Сафиуллин, Р.Ф. Муртазин, В.А. Футин ОАО «Казанькомпрессормаш», Татарстан Наибольшим спросом среди турбомашин, выпускаемых ОАО «Казанькомпрессормаш», пользуются мультипликаторные центробежные компрессоры (МЦК), разработанные ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа». Следует отметить, что в России и СНГ МЦК производительностью до 1000 м3/мин и давлением нагнетания до 5 МПа разрабатываются и выпускаются только в Казани. ОАО «Казанькомпрессормаш»

более 25 лет производит эти компрессоры .

Мультипликаторные центробежные компрессоры предназначены для сжатия воздуха и азота, а также могут применяться для сжатия фреона, кислорода, пропилена, хлора, углеводородов и других технологических газов. В сжимаемом и подаваемом потребителю газе отсутствуют продукты смазки и износа .

Мультипликаторный центробежный компрессор представляет собой конструктивно объединенные в одно целое повышающую зубчатую передачу (мультипликатор) и рабочие ступени компрессора. Валы роторов компрессора при этом одновременно выполняют функции шестерен зубчатой передачи, а рабочие колеса ступеней компрессора установлены на консолях валов-шестерен. Разработанные ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» МЦК имеют до шести рабочих колес, установленных на вал-шестернях количеством до трех .

Рисунок 1 – Схема работы мультипликатора МЦК:

1 – ведущее зубчатое колесо; 2 – валы-шестерни; 3 – рабочие колеса В сравнении с одновальными центробежными компрессорами МЦК имеют более высокий уровень эффективности и более широкую зону рабочей характеристики за счет выгодной схемы сжатия с термодинамической точки зрения .

Высокая эффективность достигается следующим:

– свободой выбора количества изготавливаемых ступеней с использованием рабочих колес оптимальной аэродинамической формы;

– обеспечением оптимальных скоростей для каждого рабочего колеса или группы колес;

– однородностью осевого входа на всех рабочих колесах;

– охлаждением газа после каждой ступени, т.е. приближением к идеальному изотермическому процессу сжатия с минимумом энергозатрат;

– широким диапазоном эффективного регулирования производительности (без сброса газа), составляющим 50–100 % .

Наряду с обеспечением высоких эксплуатационных характеристик большое значение имеют преимущества и удобства, получаемые Заказчиком при монтаже и эксплуатации изделия. Компоновка мультипликатора, ступеней и газоохладителей в едином блоке дает существенный выигрыш в габаритах и обеспечивает максимальную заводскую готовность при монтаже и пуско-наладочных работах. Удобство обслуживания обусловлено тем, что доступ к одним узлам не требует разборки других. Например, настройка и замена датчиков виброконтроля и осевого сдвига ротора может осуществляться без разборки компрессора .

За последние годы значительно увеличилась номенклатура компримируемых МЦК газов и расширился диапазон охватываемых параметров по давлению и производительности. Накопленный опыт в области разработки и изготовления МЦК позволили ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа»

и ОАО «Казанькомпрессормаш» создать компрессоры для сжатия фреона, пропилена, хлора и приступить к разработке и внедрению в производство ряда высокорасходных МЦК производительностью 350–1000 м3/мин .

До последнего времени спрос в России на компрессоры с производительностью больше 350 м3/мин удовлетворялся за счет использования компрессоров, выполненных по классической одновальной схеме или закупок МЦК за рубежом .

Первым отечественным представителем ряда высокорасходных МЦК стал промышленный образец воздушного компрессора производительностью 840 м3/мин с конечным давлением 0,44 МПа для завода бензинов ОАО «ТАИФ-НК» г. Нижнекамск в производстве каталитического крекинга .

МЦК Аэроком АС-840/4,5 (рис.

2) с потребляемой мощностью 3540 кВт, габаритными размерами 450078003800 мм, массой 24000 кг предназначен для подачи воздуха в реакторный блок каталитического крекинга для следующих целей:

– обеспечение воздухом процесса регенерации и создания «кипящего» слоя катализатора в реакторе;

– транспорт катализатора из реактора в регенератор;

– разогрев оборудования реакторного блока в период пуска;

– транспорт катализатора при выгрузке из регенератора в бункер .

Рисунок 2 – МЦК Аэроком АС-840/4,5

Компрессор содержит две рабочие ступени, установленные в своих корпусах и мультипликатор. Корпус мультипликатора имеет горизонтальный разъем в плоскости оси ведущего зубчатого колеса. Корпуса ступеней закреплены на корпусе мультипликатора, при этом ступени расположены вне зоны горизонтального разъема, благодаря чему обеспечивается жесткость соединения корпусов рабочих ступеней с корпусом мультипликатора. Корпус мультипликатора и корпуса ступеней изготовлены из чугуна .

В компрессоре применены осерадиальные полуоткрытые рабочие колеса, что позволяет достигать окружных скоростей до 400 м/с. Для устойчивой работы компрессора все элементы роторов подвергнуты динамической балансировке .

В качестве концевых уплотнений применены сухие щелевые уплотнения с радиально подвижными кольцами .

Для более экономичного процесса сжатия после первой ступени компрессора установлен газоохладитель, в котором охлаждаемый газ обтекает медные оребренные трубки, внутри которых протекает вода .

Корпус мультипликатора с корпусами сжатия, газоохладитель и системы смазки и уплотнений раскреплены на единой раме, являющейся одновременно маслобаком. Приводной двигатель мощностью 4МВт со своей рамой устанавливается на фундамент и стыкуется с компрессором посредством зубчатой муфты. В связи с требованием Заказчика по обеспечению кратности пускового тока двигателя не более единицы, двигатель снабжен устройством мягкого пуска .

Компрессор Аэроком-840/4,5 является представителем ряда компрессоров новой базы АС производительностью до 1000 м3/мин и конечным давлением до 5 МПа. В настоящее время разработаны и изготовлены компрессоры с другими параметрами из этого ряда .

Мультипликаторный центробежный компрессор ГЦ2-116/1,1-14,8 (рис. 3) для сжатия хладона 22 предназначен для работы в составе холодильной установки с испарителями на двух температурных уровнях 238К и 274К. Потребляемая мощность турбокомпрессора 1430 кВт. Компрессор изготовлен в ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» и установлен в ОАО «Каустик» г. Стерлитамак на производстве винилхлорида в ноябре 2009 года. Компрессор представляет собой установку, состоящую из двух агрегатов: агрегата двигателя и агрегата компрессорного, соединенных между собой зубчатой муфтой, расположенной внутри герметичного кожуха .

<

Рисунок 3 – Центробежный компрессор ГЦ2-116/1,1-14,8

Агрегат двигателя представляет собой блок, в котором электропривод, система принудительной смазки электропривода и соединительной зубчатой муфты, смонтированы на сварной раме, являющейся также и маслобаком. Агрегат компрессорный представляет собой блок, в котором корпус компрессора и система принудительной смазки смонтированы на сварной раме-маслобаке, внутренние полости которой могут выдерживать давление, равное рабочему .

Системы смазки агрегата компрессорного и агрегата двигателя в силу специфических условий разделены между собой. В системе смазки агрегата компрессорного используется масло ХС-40 и в маслобаке поддерживается давление всасывания первой ступени компрессора. В системе смазки агрегата двигателя используется масло Тп-22Б и в маслобаке поддерживается атмосферное давление .

Корпус компрессора состоит из повышающей зубчатой передачи, установленной внутри литых корпуса и крышки, соединенных между собой по вертикальному разъёму, и четырех ступеней сжатия, которые закреплены на крышке и корпусе в горизонтальной плоскости. Повышающая зубчатая передача содержит две вал-шестерни, на одной из которых установлены рабочие колеса первой и второй ступеней сжатия, на второй – рабочие колеса третьей и четвертой ступеней сжатия. Статорная часть каждой ступени компрессора имеет идентичный набор деталей и состоит из диффузора и улитки. На входе в первую и третью ступени установлены входные регулирующие аппараты .

Рабочий газ, пройдя по всасывающему трубопроводу поступает во входной регулирующий аппарат, рабочее колесо, диффузор, улитку первой ступени. Сжатый в первой ступени, газ по перепускному трубопроводу поступает на всасывание второй ступени. Эти две ступени образуют секцию низкого давления, регулирование производительности которой осуществляется по индивидуальному алгоритму, за счет изменения угла поворота лопаток входного регулирующего аппарата, установленного на входе в первую ступень .

Сжатый в секции низкого давления рабочий газ подается в секцию высокого давления, образованную третьей и четвертой ступенями корпуса компрессора. Кроме этого на всасывание третьей ступени поступает дополнительная порция рабочего газа. Сжатие газа происходит аналогично секции низкого давления, а регулирование – входным регулирующим аппаратом, установленным на входе в третью ступень .

Сжатый в секции высокого давления рабочий газ подаётся потребителю .

С ноября 2004 года успешно эксплуатируются два аналогичных центробежных мультипликаторных компрессора для хладона 22 ГЦ1-119/1,35-14,3 в ОАО «Саянскхимпласт» с регулируемыми лопаточными диффузорами. В том же ОАО «Каустик» с декабря 1996 года успешно эксплуатировались два мультипликаторных центробежных компрессора для хладона 22 ГЦ1-65/1,3-14,3, взамен одного из которых, в связи с реконструкцией и увеличением производства винилхлорида, и предназначен новый компрессор ГЦ2-116/1,1-14,8 .

Мультипликаторный центробежный компрессор Аэроком АА-83/3-7,5 У2 (рис. 4) предназначен для сжатия циркуляционного газа и поддержания «кипящего» слоя катализатора в технологии производства винилхлорида в ОАО «Каустик» г. Стерлитамак. Компрессор представляет собой моноблок, где корпус компрессора, приводной электродвигатель, система смазки, собраны на единой раме, являющейся одновременно и маслобаком .

Корпус компрессора имеет встроенный мультипликатор, в котором на консолях быстроходной вал-шестерни насажены рабочие колеса первой и второй ступеней компрессора. К корпусу мультипликатора соосно с валшестерней оппозитно прикреплены корпуса ступеней компрессора. Каждая ступень включает в себя собственно корпус, диффузор и улитку, которые в сочетании с рабочими колесами и образуют ступени сжатия. Зубчатое колесо с валом расположено над вал-шестерней и опирается на подшипники скольжения, установленные в горизонтальном разъёме между корпусом и крышкой мультипликатора .

Рисунок 4 – Центробежный компрессор Аэроком АА-83/3-7,5 У2

На вал-шестерню насажены упорные гребни. Торцевые конические поверхности упорных гребней, контактируя с ответными торцевыми поверхностями зубчатого колеса, воспринимают осевое усилие возникающие в зубчатом зацеплении .

В связи с тем, что технологический цикл производства винилхлорида предполагает изменение характеристик компрессора в широком диапазоне, на входе в первую ступень компрессора установлен входной регулирующий аппарат. Сжатие газа происходит следующим образом: газ по всасывающему трубопроводу поступает во входной регулирующий аппарат первой ступени и, пройдя первую ступень сжатия, по перепускному трубопроводу поступает во вторую ступень, далее поступает в технологическую линию производства винилхлорида .

Компрессор предназначен для установки под навесом на открытой площадке, где минимальная температура окружающей среды может достигать минус 49 °С, и, поэтому все основные силовые элементы конструкции выполнены из холодостойких материалов .

По сравнению с компрессором ГЦ-86/3-7,1 У2, находящимся в эксплуатации в ОАО «Каустик» с 1997 г., компрессор Аэроком АА-83/3-7,5 У2 имеет повышенную динамическую устойчивость ротора, менее подвержен перекосам осей зубчатого зацепления мультипликатора и расцентровке компрессора, что обеспечивает его надежность в эксплуатации .

Для обеспечения сжатым азотом различных технических нужд Новолипецкого и Магнитогорского металлургических комбинатов ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» разработало и ОАО «Казанькомпрессормаш» в 2008 году изготовило мультипликаторные центробежные компрессоры для сжатия азота, соответственно Аэроком АА-100/35АМ1 УХЛ4, (рис. 5) производительностью 100 м3/мин и давлением нагнетания 3,5 МПа, и Аэроком АА-259/31А УХЛ4, производительностью 259 м3/мин и давлением нагнетания 3,1 МПа .

Каждая компрессорная установка выполнена из двух блоков: блока агрегата компрессорного и блока приводного электродвигателя .

Рисунок 5 – Блок агрегата компрессорного Аэроком АА-100/35АМ1 УХЛ4

Агрегаты компрессорные выполнены блоком, в котором собственно компрессор, газоохладители, система смазки смонтированы на общей раме, являющейся одновременно маслобаком. У компрессора Аэроком АА-100/35АМ1 УХЛ4 на раме расположены пять межступенчатых и концевой газоохладители, а у компрессора Аэроком АА-259/31А УХЛ4 – четыре межступенчатых газоохладителя, концевой газоохладитель располагается на отдельном фундаменте рядом с компрессором на линии нагнетания .

Каждый компрессор включает в себя мультипликатор и шесть ступеней сжатия. Корпуса ступеней сжатия закреплены к корпусу мультипликатора. Рабочие колеса ступеней сжатия установлены на трех валшестернях, размещенных вокруг зубчатого колеса мультипликатора .

Система смазки, включающая в себя маслоохладитель, масляные фильтры, комплект трубопроводов и необходимой арматуры – циркуляционная, принудительная, со свободным сливом масла в бак. Замена фильтроэлементов может производиться во время работы компрессора, благодаря дублированию масляного фильтра .

Рисунок 6 – Блок агрегата компрессорного Аэроком АА-259/31А УХЛ4

Приводной электродвигатель и отдельная рама, на которой он смонтирован, образуют свой блок. Электродвигатель связан с корпусом компрессора посредством зубчатой муфты .

Система охлаждения компрессора Аэроком АА-259/31А УХЛ4 – двухступенчатая, непосредственно в компрессоре циркулирует опресненная вода, далее она охлаждается оборотной водой .

Межступенчатое охлаждение в компрессорах приближает процесс сжатия к изотермическому и снижает энергозатраты на сжатие газа. В турбокомпрессоре Аэроком АА-100/35АМ1 УХЛ4 газ охлаждается после каждой ступени, в Аэроком АА-259/31А УХЛ4 – во всех, кроме пятой ступени .

В 2009 году специалистами ЗАО «НИИтурбокомпрессор им .

В.Б. Шнеппа» была спроектирована и изготовлена компрессорная установка Аэроком АА-117/1,5-5G УХЛ4 (рис. 7) для сжатия нефтяного попутного газа на Минибаевском ЦПС ОАО «Татнефть» г. Альметьевск .

В 2011 году разработана и изготовлена компрессорная установка 42ГЦ2-275/1,9-18 УХЛ4 (рис. 8) для сжатия углеводородного газа на Сызранском НПЗ. В 2012 году отгружена Заказчику .

Рисунок 7 – Аэроком АА-117/1,5 - 5G УХЛ4

Рисунок 8 – 42ГЦ2-275/1,9-18 УХЛ4

Все МЦК оснащены современной системой автоматизации, выполненной на базе микропроцессорного контроллера. Система автоматизации компрессора обеспечивает автоматическое поддержание заданного конечного давления, надежный контроль виброперемещений (система виброконтроля), защиту от помпажа, осуществляет полный мониторинг всех основных параметров компрессора. Процесс контроля работы компрессора автоматизирован и производится как с панели оператора, расположенного на щите автоматики, так и, по желанию заказчика, с «верхнего уровня» из пультовой .

МЦК поставляются в широком диапазоне модификаций для удовлетворения особых требований потребителей оборудования. ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» и ОАО «Казанькомпрессормаш» продолжают работы по мультипликаторным центробежным компрессорам, направленные на расширение номенклатуры сжимаемых газов, увеличения диапазона давлений и производительностей .

Основные направления развития МЦК:

1. Создание МЦК высокой производительности (до 2400 м3/мин). В этом направлении выполнены теоретические работы с определением компоновок, габаритов и потребляемых мощностей МЦК, подбором базовых ступеней сжатия .

2. Создание МЦК для сжатия топливного газа. На сегодняшний день разработаны перечень основных технических решений и техническое задание на ряд компрессоров в диапазоне расходов газа 25–650 м3/мин и давления нагнетания 0,2–5,0 МПа. Разрабатываемый ряд МЦК обеспечивает топливным газом газотурбинные двигатели отечественного и зарубежного производства мощностью 25–290 МВт, используемые для привода энергетических установок .

АВТОМАТИКА В КОМПРЕССОРОСТРОЕНИИ

В.В. Поленов, инженер-конструктор бюро автоматики ОАО «Компрессорный завод «БОРЕЦ», г. Краснодар, Россия Трудно найти отрасль промышленности, где сжатый воздух или газ не находил бы свое применение. Пневматические машины и установки отличаются безопасностью, простотой конструкции и большой передаваемой мощностью при относительно небольшом весе, позволяют значительно повысить производительность труда. Существование нефтегазовой отрасли, которая является бюджетообразующей для экономики нашей страны, просто невозможно без систем компримирования газа .

Это общеизвестные факты, а причем же здесь автоматика? Для того, что бы ответить на этот вопрос, в глобальном смысле, обратимся к общепринятому определению данного термина: Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП) – комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях1 .

Материал из Википедии – свободной энциклопедии .

Вроде бы все понятно – виной всему вечное стремление человека все упростить и автоматизировать, только чтобы сидеть и ничего не делать. Но неужели только для этого тратится тысячи, сотни тысяч и даже миллионы рублей? Нет, в первую очередь автоматизация технологических процессов нужна для повышения безопасности на объектах, где эти техпроцессы протекают и используются, ведь повышение уровня автоматизации подразумевает, что меньше человеческих ресурсов будет задействовано в их обслуживании и, как следствие, меньше людей будут, подвергать свою жизнь опасности. А, как мы помним, человеческая жизнь – есть наивысшая ценность. Этой же цели, в первую очередь, служит повышение надежности оборудования за счет применения современных средств управления и контроля. Конечно, есть и еще ряд сопутствующих выгод, о которых нельзя не сказать – это повышение производительности труда, снижение энергозатрат, повышение удобства эксплуатации, простоты прогнозирования и диагностирования неисправностей при снижении трудоемкости их устранения. Но за все надо платить и об этом мы поговорим чуть позже .

Все вышесказанное непосредственно относится к техпроцессам, в основе которых лежит компрессорное оборудование, производимое ОАО «КЗБ». Как известно, сжатие газа является достаточно сложным процессом, сопровождающимся выделением большого количества тепла и концентрацией огромной энергии в ограниченных пространствах, а значит, эксплуатация данного оборудования связана с повышенными рисками. Это накладывает на нас дополнительную ответственность при разработке своей продукции, неотъемлемой составной частью которой являются надежные и современные средства управления и контроля, объединить которые можно в понятии системы автоматики. Все возрастающие требования нормативных документов, отраслевых стандартов и внутренних стандартов компанийзаказчиков к компрессорному оборудованию, а так же увеличивающаяся конкуренция в этой отрасли, не оставляют нам выбора. Мы вынуждены идти вперед и применять самые современные технологии, неизменно повышая технические и эксплуатационные характеристики нашей продукции .

За последние десять лет система автоматики серийной компрессорной установки прошла путь от огромных стальных шкафов-монстров с сотнями электромагнитных реле, десятками кнопок, электроконтактных манометров и манометрических термометров, до компактных систем на базе программируемых логических контроллеров (ПЛК) с удобным пользовательским интерфейсом и возможность легкой интеграции в вышестоящие системы автоматизации предприятий-эксплуатантов .

Что же сейчас представляет собой система автоматики современной компрессорной установки? Все начинается с элементов, непосредственно контактирующих с контролируемыми параметрами – первичных преобразователей давления, температуры, протока или расхода охлаждающей жидкости, вибрации. Данные компоненты, как правило, устанавливаются либо на самом компрессоре, либо в непосредственной близости от него, например датчики давления в случае использования отдельной стойки (шкафа) КИП и соединяются со средой при помощи импульсных трубопроводов. Далее сигналы от первичных преобразователей, по линиям электрической связи, передаются в шкаф автоматики, устанавливаемый, как правило, в операторской, где подвергаются обработке ПЛК и выводятся в удобочитаемом виде на графический терминал для контроля оператором. На основании полученных сигналов, команд оператора и данных, полученных по интерфейсу удаленного доступа (Modbus, Profibus), ПЛК генерирует набор сигналов для воздействия на исполнительные механизмы элементов управления компрессорной установки, а при возникновении аварийной ситуации переводит оборудование в безопасное состояние. В рабочем режиме выполняется ряд алгоритмов, которые обеспечивают нормальную работу компрессора, а так же, при необходимости, алгоритмы поддержания давления в технологической линии заказчика после компрессора .

Рисунок 1 – Развитие автоматики стационарных КУ

Рисунок 2 – Структура системы автоматики современной компрессорной установки Для регулировки производительности компрессорной установки, все чаще применяется изменение частоты вращение электропривода при помощи частотного преобразователя в зависимости от давления в технологической линии до или после компрессора. Кроме того, использование частотного преобразователя хоть незначительно и увеличивает стоимость системы автоматики, но полностью окупается уже в начальный период активной эксплуатации компрессорной установки за счет существенного снижения ее энергопотребления .

Рисунок 3 – Выгоды использования ПЧ

В случае если рабочей средой для компрессорной установки является взрывоопасный газ и требуется соблюдение требований по взрывозащите, это достигается путем использования соответствующих первичных преобразователей с необходимой степенью взрывозащиты, подключаемых через барьеры искробезопасности. Для повышение удобства, возможно применение терминалов оператора, установка которых возможна непосредственно во взрывоопасной зоне .

В автоматике модульных компрессорных станций (МКС) работающих на взрывоопасном газе, применяется комплекс мер по обеспечению требований взрывозащиты, позволяющий устанавливать электрооборудование в непосредственной близости от компрессорной установки. К таким мерам, в частности, относится использование продуваемых отсеков. Кроме того, в МКС и компрессорных станциях, работающих на невзрывоопасных газах (воздух, азот, …), устанавливаются современные электрораспределительные системы в т.ч. системы автоматического ввода резерва (АВР) .

Рисунок 4 – Система Рисунок 5 – Щит Рисунок 6 – Продуваемый АВР АМУ КИП МКС отсек и шкаф управления ЭД МКС География эксплуатации компрессорного оборудования, выпускаемого ОАО «КЗБ» распространяется на все возможные климатические зоны .

Наиболее сложными, для работы являются регионы с большим диапазоном колебания годовых температур. Для обеспечения надежной работы оборудования в этих условиях, необходимо применение компонентов с расширенным диапазоном рабочих температур от -40 до +85 °С. В случае с продукцией ОАО «КЗБ» это относится к системам автоматики передвижных компрессорных станций, находящих свое основное применение в нефтедобывающей отрасли. В настоящее время идет отладка ряда новых технических решений на базе ПЛК для использования в системах автоматики передвижных компрессорных станций .

Рисунок 7 – Развитие автоматики передвижных КС

Находясь в тесном контакте с отделом сервисного обслуживания и учитывая опыт эксплуатации нашего оборудования у заказчика, мы постоянно развиваем и совершенствуем применяемые алгоритмы и технические решения .

Понимая, что все складывается из мелочей, а надежность всей системы в целом определяется надежностью каждой отдельной составляющей, в своих изделиях мы используем только компоненты наиболее известных и хорошо зарекомендовавших себя компаний: Schneider Electric, Siemens, ABB, Wika, Jumo, Pepperl+Fuchs, R.Stahl и других мировых лидеров в данной отрасли. К сожалению, в основном это зарубежные компании, т.к. качество продукции отечественных производителей не всегда стабильно, а рисковать мы не имеем права .

Как было сказано выше, за все надо платить и в данном случае в прямом смысле этого слова. Как известно, хорошее дешевым не бывает, и к автоматике это относится, наверное, в первую очередь. Стоимость системы автоматики серийного четырехступенчатого компрессора приближается к полумиллиону рублей, а в случае использования, для управления электроприводом, частотного преобразователя, превышает эту отметку. Не дешево, но это расплата за безопасность, удобство и надежность присущую современному технологическому оборудованию и от этого никуда не деться .

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РАЗДЕЛЕНИЯ

ГАЗОВОЙ СМЕСИ В МЕМБРАННОМ МОДУЛЕ

–  –  –

Модуль с половолоконными мембранами для разделения смеси газов, в частности, воздуха, состоит из пучка (связки) полых волоконкапилляров, закрепленных в трубчатом патроне с патрубками. Пространство между волокнами ограничено корпусом модуля и рассматривается как внешнее пространство волокон. Это пространство также имеет с обеих сторон коллекторы, снабженные патрубками для подачи и отвода потока внешнего пространства волокон .

Существуют различные подходы к моделированию систем с половолоконными мембранами, при этом ряд моделей [1–3] базировалось на условии, что поток, связанный с каждым волокном, идентичен, так что рассматривается отдельное волокно вместе со средой, окружающей его кольцом. Такой цилиндр может рассматриваться как представительный для целого пучка волокон. Радиус цилиндра, RS, соответствуя внешнему радиусу кольца среды. При этом доля объема такого внешнего кольцевого объема в общем объеме цилиндра является той же самой как пористость целого пучка. Принято, что обмен происходит только между внешним кольцевым объемом и внутренним объемом волокна без обмена между смежными цилиндрами. Вследствие малых соотношений параметров типичных полых волокон (радиуса/длины волокна 10–4 – 10–3), радиальными градиентами давления внутри волокна и внешнего объема обычно пренебрегают .

Для описания процесса течения во внутреннем и внешнем объеме половолоконных мембран с поперечным проникновением использован подход, развитый в работе [3]. Система обыкновенных дифференциальных уравнений записана здесь через давления в граничных условиях, что позволяет использовать ее с любой комбинацией открытых или закрытых патрубков внутреннего объема волокна и внешнего объема в модуле .

d 2 PL 16 L p = 3 ( PL PS ), (1) d 2 RL

–  –  –

Здесь «–» берется когда перенос идет из внутреннего объема волокон во внешний объем модуля, а «+» – когда перенос идет из внешнего объема модуля во внутренний объем волокон:

–  –  –

Заключение Построена математическая модель разделения газовых смесей в мембранном модуле с половолоконными мембранами .

Библиографический список

1. Apelblat A. A mathematical analysis of capillary-tissue fluid exchange / A. Apelblat, A. Katzir-Katchalsky, A. Silberberg. – Biorheology, 1974. – № 11. – Р. 1–49 .

2. Bruining W.J. A general description of flows and pressures in hollow fiber membrane modules. – Chem. Engng Sci., 1989. – № 44. – Р. 1441–1447 .

3. Kelsey L.J. Theoretical analysis of convective flow profiles in a hollow-fiber membrane bioreactor / L.J. Kelsey, M.R. Pillarella, A.L. Zydney. – Chem. Engng Sci., 1990. – № 45. – Р. 3211–3220 .

4. Chastanet J. Does Klinkenberg's Law Survive Upscaling? / J. Chastanet, P. Royer, J.-L. Auriault. – Transport in Porous Media, 2004. – № 56. – Р. 171–198 .

КОМПЛЕКСНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ПОСТАВКЕ

КОМПРЕССОРНЫХ СТАНЦИЙ

И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЙ ДЛЯ ГПЗ

И.Г. Хисамеев, Г.С. Баткис, А.Г. Сафиуллин, А.П. Харитонов, Е.Р. Ибрагимов, О.Л. Кузьмин, С.Л. Русланов ОАО «Казанькомпрессормаш», Татарстан Президент Российской Федерации в своём послании Федеральному Собранию особое внимание уделил проблеме более эффективного использования природных ресурсов и снижению факторов загрязнения окружающей среды. Максимально снизить сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ), всячески развивать технологии его утилизации, снизить выбросы в атмосферу вследствие сжигания ПНГ .

В свете решения вопросов данного поручения президента в разработках ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» (ЗАО НТК) и ОАО «Казанькомпрессормаш» (ОАО ККМ) важное место занимают работы, связанные с энергосберегающими технологиями, снижением потерь невозобновляемых энергоресурсов, улучшением экологической обстановки в районах добычи газа и нефти. Рациональное использование ПНГ имеет особую важность для предприятий и экологии страны .

ПНГ является побочным продуктом добычи нефти и представляет собой смесь углеводородов различных составов и агрегатных состояний .

Наиболее выгодные пути применения ПНГ:

• получение электроэнергии;

• производство нефтехимической продукции различного назначения;

• обратная закачка газа в пласт для повышения эффективности нефтедобычи .

Распространенной мерой по сокращению выброса продуктов сжигания в атмосферу является подача компримированного ПНГ на газоперерабатывающие заводы (ГПЗ). Также ПНГ, после соответствующей подготовки, успешно применяется в качестве топливного газа для подачи в автономные газотурбинные электростанции, работающие в отдалённых районах Севера и Сибири .

В условиях газоперерабатывающих заводов использование газа как энергоносителя дает значительный экономический эффект .

В зависимости от объемов поступающего газа с каждого месторождения соответствующим образом выбирается производительность компрессорного оборудования. Так утилизация попутного нефтяного газа с Мамонтовского месторождения потребовала создания нового компрессорного агрегата большой производительности – 700 млн нм/год. Такой компрессорный агрегат с приводом от газотурбинного авиационного двигателя, получивший обозначение 66ГЦ-1162/1,3-38 ГТУ [1, 2], был разработан в ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» и изготовлен в ОАО «Казанькомпрессормаш» .

Агрегат смонтирован на ОАО «Южно-Балыкский ГПК», г. Пыть-Ях (рис. 1) .

Газотурбинный двигатель изготовлен ОАО «Казанское моторостроительное производственное объединение» (ОАО «КМПО») .

Рисунок 1 – Агрегат компрессорный 66ГЦ-1162/1.3-38ГТУ

Компрессорный агрегат поставляется комплектно блоками максимальной заводской готовности. Блоки корпусов сжатия низкого и высокого давления, система смазки, система уплотнений, стойки приборов, часть газовой коммуникации, блок двигателя, блок маслообеспечения двигателя, блок топливного и пускового газа размещены в легкосборном здании, также входящим в объем поставки агрегата .

Легкосборное здание поставляется комплектно с системами отопления, приточно-вытяжной вентиляции (рабочей и аварийной), освещения, обнаружения загазованности, системой автоматического пожаротушения .

Для проведения ремонтных работ здание оснащено кран-балкой грузоподъемностью 16 тонн во взрывозащищенном исполнении .

На наружном дворе установлены АВО газа и масла, газосепараторы, блок электроснабжения, блок приточной вентиляции здания, блок наддува контейнера двигателя, газовая коммуникация с запорной и предохранительной арматурой .

Вне здания расположены воздухозаборный и выхлопной тракты газотурбинного двигателя. В выхлопном тракте установлен утилизационный теплообменник для получения горячей воды на собственные нужды .

В двигателе применена малоэмисионная камера сгорания с пониженным содержанием окислов азота и углерода в выхлопных газах Компрессор входит в состав компрессорного агрегата и состоит из двух корпусов и 4 секций. Первый корпус низкого давления (КНД) состоит из двух параллельно работающих секций по 3 ступени сжатия в каждой .

Второй корпус высокого давления (КВД) состоит из двух последовательно работающих секций по 4 ступени в каждой. Привод компрессора осуществляется от свободной турбины газотурбинного двигателя НК-16СТ через трансмиссию и мультипликатор с передаточным отношением 1,36 .

В рамках разработанных мероприятий по утилизации попутного нефтяного газа, а также реконструкции и модернизации Усинского ГПЗ ООО «ЛУКОЙЛ-Коми», в 2011 г. ЗАО «НИИтурбокомпрессор им .

В.Б. Шнеппа» в сотрудничестве с НИПИ «НГХ» была разработана, а ОАО «Казанькомпрессормаш изготовлена и поставлена компрессорная станция (КС), предназначенная для компримирования низконапорного попутного нефтяного газа, содержащего сероводород с месторождений ООО «ЛУКОЙЛ-Коми». КС выполнена на базе 2-х центробежных компрессорных установок 32ГЦ-115/2-38 К.У1 (рис. 2) с приводом от электродвигателя мощностью 2000 кВт .

Рисунок 2 – Агрегат компрессорный 32ГЦ-115/2-38 Основными технологическими объектами КС, обеспечивающими компримирование и перекачку ПНГ, содержащего сероводород, являются:

– компрессорная станция (которая включает в себя компрессорный агрегат, промежуточные и концевые аппараты воздушного охлаждения газа, промежуточные и концевые сепараторы, емкость дренажную);

– маслохозяйство (которое включает в себя емкости для аварийного слива масла из компрессорного агрегата, для слива отработанного масла из компрессорного агрегата, стояк для верхнего налива, узел закачки свежего масла в компрессорный агрегат);

– площадка ресиверов (которая включает в себя ресивер воздуха КИП и ресивер азота низкого давления для продувки технологического оборудования) .

Одним из объектов для решения задачи утилизации попутного нефтяного газа является Харьягинское месторождение ООО «ЛУКОЙЛКоми». Для этого потребовалось создание технологического комплекса, состоящего из компрессорной станции осушки попутного нефтяного газа на Харьягинском нефтяном месторождении и компрессорной станции для подачи бессернистого попутного нефтяного газа в технологическую линию на модернизируемом Усинском ГПЗ .

Поставленная задача была решена в 2011 г. в проекте, учитывающем условия как Харьягинского нефтяного месторождения, так и Усинского ГПЗ. Проанализировав исходные данные, в том числе производительность и характеристики попутного нефтяного газа на обоих объектах, была выбрана схема компрессорной станции на основе турбокомпрессорного агрегата 6ГЦ2-260/2-38 ГТУ с приводом от газотурбинного двигателя (рис. 3) мощностью 6,3 МВт .

Компримируемым газом на компрессорной станции является низконапорный попутный нефтяной газ с объектов нефтегазодобычи .

Технические решения, предусмотренные рабочей документацией, представлены комплексом технологических, технических и организационных мероприятий, направленных, в первую очередь, на повышение эксплуатационной надежности, противопожарной и экологической безопасности компрессорной станции Харьягинского месторождения .

Рабочей документацией принята линейная схема компрессорной станции. Предусмотрено две технологические линии компримирования попутного нефтяного газа (одна – рабочая, одна – резервная). В состав каждой технологической линии компримирования входят: турбокомпрессорный агрегат с газотурбинным приводом, промежуточный и концевой аппараты воздушного охлаждения газа, промежуточный и концевой сепараторы, оперативный узел учета газа. Каждая технологическая линия снабжена запорной арматурой с пневмоприводом на входе и выходе. Основные краны снабжены байпасными трубопроводами с пневмоприводными кранами, предназначенными для безударного заполнения контура ТКА .

Рисунок 3 – Агрегат компрессорный 6ГЦ2-260/2-38 ГТУ УХЛ1 За последние несколько лет ЗАО НТК совместно с ОАО ККМ приняли участие в обустройстве многих месторождений, в т.ч. и на шельфе Баренцева моря Приразломного месторождения. Было поставлено комплексное компрессорное оборудование для морской платформы «Приразломная» .

Перечень компрессоров и их параметры приведены в таблице:

–  –  –

ЗАО НТК и ОАО ККМ успешно решают задачи утилизации ПНГ и сбережения энергоресурсов путём проектирования и поставки комплексных КС и технологических линий ГПЗ и месторождений заказчика [3, 6] .

Библиографический список

1. Турбоприводные центробежные агрегаты для попутного нефтяного газа / А.Г. Сафиуллин, Я.З. Гузельбаев, А.П. Харитонов, А.М. Ахметзянов, В.Е. Макаров, В.Д. Родионов, Г.П. Страхов, Д.Е. Якимов // Журнал «Газотурбинные технологии». – 2011. – Декабрь .

2. Проектирование и эксплуатация промышленных центробежных компрессоров / И.Г. Хисамеев, В.А. Максимов, Г.С. Баткис, Я.З. Гузельбаев. – Казань : Изд-во «ФЭН», 2012. – 671 с .

3. Компрессорные станции: Казан. Гос. Технол. Ун-т. / М.Б. Сафиуллин, А.В. Хадиев, Ф.Ф. Палладий, Субханкулов. – Казань : Изд-во «Слово», 2010. – 188 с .

4. Сборник трудов ЗАО «НИИтурбокомпрессор им. В.Б. Шнеппа» / Я.З. Гузельбаев, А.И. Архипов, В.Е. Макаров, А.П. Харитонов, О.Л. Кузьмин. – Казань, 2007 .

АНАЛИЗ МАССОГАБАРИТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА ДЛЯ

ПЕРЕДВИЖНОЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

–  –  –

Рисунок 1 – Зависимость адиабатической работы от давления нагнетания:

кривая 1 – 4-х ступенчатый компрессор; кривая 2 – 5-ти; кривая 3 – 6-ти Из графиков видно, что менее энергозатратным является шестиступенчатый компрессор. Теперь проанализируем каждый компрессор с точки зрения количества отводимой от него теплоты. Рассчитаем количество отводимой теплоты по формуле:

Рисунок 2 – Зависимость изотермической работы от давления нагнетания

–  –  –

Рисунок 3 – Зависимость отводимой теплоты от давления нагнетания Из графика видно, что от шестиступенчатого компрессора теплоты отводится больше, чем от четырёхступенчатого .

Для поддержания температурных условий, работы компрессора на допустимом уровне и снижения температуры нагнетания необходимо увеличить отвод теплоты от цилиндра компрессора и сжимаемого газа .

Отвод должен осуществляться через стенки цилиндра компрессора, для осуществления сжатия близкого к изотермическому необходимо отвести количество теплоты, указанное на графике .

Шестиступенчатый компрессор имея меньшие затраты мощности на сжатие в каждой ступени определяет наибольшые массогабаритные характеристики по сравнению с компрессорами меньшего колличества ступеней .

Добиваясь наименьших массогабариных показателей делая компановку компрессора в 4 ступени необходимо обеспечить высокоэффективный отвод теплоты в процессе сжатия, т.к. для такой компановки характерны высокие температуры нагнетания .

Решение задачи охлаждения газа в процессе сжатия при высоких степенях сжатия позволит существенно снизить массу и габариты поршневого компрессора .

–  –  –

Методы прогнозирования надежности ожидаемого уровня основаны на использовании данных о достигнутых значениях и выявленных тенденциях изменения показателей надежности объектов, аналогичных или близких к рассматриваемому по назначению, принципам действия, схемноконструктивному построению и технологии изготовления, элементной базе и применяемым материалам, условиям и режимам эксплуатации, принципам и методам управления надежностью (далее – объектов-аналогов) .

Структурные методы расчета основаны на представлении объекта в виде логической (структурно-функциональной) схемы, описывающей зависимость состояний и переходов объекта от состояний и переходов его элементов с учетом их взаимодействия и выполняемых ими функций в объекте с последующими описаниями построенной структурной модели адекватной математической моделью и вычислением показателя надежности объекта по известным характеристикам надежности его элементов .

Методы теории вероятностей и математической статистики позволяют устанавливать различные варианты по этим показателям, упрощать и сокращать процесс выбора лучшего варианта проектируемого технологического оборудования. В качестве количественных характеристик надежности чаще всего используют вероятность и среднее время безотказной работы, коэффициент готовности и т.п. Надежность технологического оборудования зависит от ее состава и структуры, т.е. от количества и качества составных элементов и способов их объединения в системе. Источником ненадежности являются отказы элементов в составе технологического оборудования в целом .

Вероятность безотказной работы в течение времени t определяется функцией p(t), которую называют законом надежности. Надежность выражается как F(t) = 1 – p(t) .

Производная функции распределения отказов:

dF (t ) dp (t ) f (t ) = = .

dt dt Определяют показатели надежности путем наблюдения и статистической обработки отказов. Регистрируя время, которое каждый элемент проработал до отказа, определяют число всех тех элементов n отказ которых наступил за время t. Частное от деления на число всех испытуемых элементов n дает приближенное значение функции распределения n F(t) i, которое тем более точно, чем больше число элементов n участn вовало в испытании. В качестве показателя надежности принимают интенсивность отказов, равную отношению ожидаемой частоты появления отказов к ожидаемому числу работоспособных элементов, т.е nf (t ) f (t ) f (t ) p (t ) (t ) = = (ln p (t )) .

d = = = n nF (t ) 1 F (t ) p (t ) p (t ) dt

Отсюда выражаем закон надежности p(t) через интенсивность отказов:

ln p (t ) = (t )dt ; p (t ) = exp ( (t )dt ) = e (t ) .

Физические методы расчета основаны на применении математических моделей, описывающих физические, химические и иные процессы, приводящие к отказам объектов (к достижению объектами предельного состояния), и вычислении показателя надежности по известным параметрам нагруженности объекта, характеристикам примененных в объекте веществ и материалов с учетом особенностей его конструкции и технологии изготовления .

Изнашивание деталей во времени протекает неравномерно. Процесс изнашивания деталей большинства подвижных соединений представляют в виде кривой, характеризующей нарастание износа а в зависимости от времени работы сопряжения. В периоде времени происходит процесс приработки поверхностей деталей с интенсивным нарастанием износа. Интенсивный износ в период приработки обусловлен тем, что до начала эксплуатации соединения площадь контакта сопрягаемых поверхностей не превышает 5–15 % номинальной площади рабочих поверхностей из-за микрошероховатостей и волнистости этих поверхностей. В процессе приработки площадь контакта сопрягаемых поверхностей постепенно увеличивается, вследствие чего уменьшается удельное давление, что приводит к снижению скорости изнашивания. В периоде времени, который называют периодом нормального изнашивания, износ прямо пропорционален времени работы. В периоде времени аварийного износа резко возрастает скорость изнашивания, что связано с нарушением жидкостного трения и появлением вибраций из-за увеличения зазора в сопряжении, ухудшением качества сопрягаемых поверхностей и повышением температуры в зоне трения. Быстрое возрастание зазора в сопряжении вызывает форсированный износ, приводящий к разрушению сопряжения .

Основные виды износа деталей компрессоров и вспомогательных механизмов: механический, молекулярно-механический и коррозионномеханический .

К изнашиваемому оборудованию относят компрессоры и компрессорные агрегаты; к коррозирующему – абсорбционные и пароэжекторные машины, аппараты, камерное оборудование, к комбинированно – стареющему – холодильные агрегаты и машины на базе герметичных компрессоров, компрессор конденсаторные и компрессорно-испарительные агрегаты, холодильные машины, тепловые насосы .

Для основных видов ремонтируемого и неремонтируемого холодильного оборудования разработан перечень показателей надежности, который подлежит включению во все документы, определяющие требования к качеству оборудования .

Повышение показателей надежности уменьшает вероятность материального ущерба, который может возникнуть вследствие временной неработоспособности оборудования, снижает затраты на его техническое обслуживание и ремонты в процессе эксплуатации. В то же время повышение показателей надежности вызывает рост затрат на производство оборудования и рост себестоимости изделий. Создание высоконадежного оборудования иногда может оказаться нецелесообразным, так как оно морально устаревает, не оправдав части вложенных в него средств. В связи с этим отдельные показатели безотказности и долговечности оборудования нормируют .

Показатели надежности можно определить опытным путем, испытывая определенное число изделий на стендах или наблюдая за состоянием изделий в процессе их реальной эксплуатации .

Для определения показателей надежности неремонтируемых изделий испытывают группу из N изделий и через равные интервалы времени и регистрируют число отказов в каждом интервале. В процессе испытания вышедшие из строя изделия новыми не заменяют .

Ремонтируемые изделия (холодильные машины, аппараты, компрессоры) после замены отдельных узлов продолжают работать, поэтому количество изделий не изменяется в течение всего срока испытаний .

Надежность холодильных машин повышают конструктивными и технологическими методами: выбирают размеры и формы основных деталей, обеспечивающие оптимальные начальные зазоры, нагрузки и скорости в трущихся сопряжениях; обеспечивают оптимальный тепловой режим работы пар трения; используют смазочные масла с улучшенными свойствами; применяют для изготовления высококачественные материалы;

снижают вибрацию машин; обеспечивают чистоту и надлежащую степень осушки внутренних рабочих полостей компрессоров и теплообменных аппаратов; обеспечивают необходимую точность геометрической формы, правильное взаиморасположение и оптимальную шероховатость деталей пар трения; применяют современные способы упрочняющей обработки поверхностей деталей пар трения; используют ряд технологических приемов для получения износостойкого поверхностного слоя деталей (термическая и химико-термическая обработка, поверхностное пластическое деформирование, нанесение покрытий электролитическими способами и др.); повышают коррозионную стойкость теплообменных аппаратов; повышают надежность комплектующих изделий .

В процессе эксплуатации оборудования возникают отказы, которые по характеру изменения параметра подразделяют на постепенные и внезапные .

Постепенные отказы характеризуются постепенным изменением одного или нескольких контролируемых параметров (производительности, потребляемой энергии, зазора в сопряжении и т.д.) вследствие износа трущихся деталей, загрязнения труб теплообменных аппаратов и др .

Внезапные отказы характеризуются скачкообразным изменением параметров вследствие поломки, заклинивания деталей и т.д .

Появление постепенных отказов поддается прогнозированию на основе исследования процессов изнашивания деталей. Внезапные отказы не поддаются прогнозированию .

Различная природа постепенных и внезапных отказов вызывает необходимость в применении для обеспечения требуемого уровня надежности оборудования двух одновременно действующих направлений обслуживания: планово-предупредительной замены деталей по наработке и профилактических работ (осмотров) .

Планово-предупредительная замена по наработке предусматривает принудительную замену деталей через период времени, определяемый путем расчета. Своевременное проведение замены деталей по наработке предупреждает постепенные отказы оборудования .

Возникновение внезапных отказов может быть предупреждено проведением профилактических осмотров, предусматривающих очистку поверхностей, замену смазочных масел, подтяжку крепежных деталей, регулировку зазоров, а также замену неисправных деталей, дальнейшая эксплуатация которых может привести к отказу в ближайший период времени .

В реальных условиях эксплуатации только техническим обслуживанием не удается обеспечить оптимальный срок службы оборудования, поэтому возникает необходимость в проведении дополнительных работ по восстановлению изношенных деталей и узлов .

Надежность и долговечность холодильного оборудования в значительной степени зависят от правильного и своевременного проведения ремонтных работ .

ПНЕВОМАУДИТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРЯТИЙ

А.Н. Степаков, начальник механосборочного комплекса ОАО «Компрессорный завод «Борец», г. Краснодар, Россия Сжатый воздух – это один из основных энергоносителей, применяемых на многих промышленных предприятиях, и рабочая среда в технологических процессах (например, в химических производствах). Производство сжатого воздуха весьма недешево. Расчеты себестоимости продукции крупных промышленных предприятий показывают, что одной из главных затратных составляющих являются затраты электроэнергии, в структуре которых в числе самых больших – затраты на производство сжатого воздуха. В некоторых случаях, данная величина достигает трети от всего энергопотребления предприятия. Но при этом, вопросам экономного производства и расходования сжатого воздуха на предприятиях уделяется намного меньше внимания чем, например, экономии тепла или электроэнергии .

По расчетам ученых и практиков эффективность использования энергии сжатого воздуха не более 35 %!

Анализ систем воздухоснабжения предприятий различных отраслей промышленности показывает, что себестоимость производства сжатого воздуха оказывается недопустимо высокой, а качество низким, по нескольким причинам:

1. Снабжение сжатым воздухом предприятий выполняется, как правило, с центральной компрессорной станции. Некоторые потребители сжатого воздуха удалены на сотни и даже тысячи метров, в результате в трубопроводах имеют место большие гидравлические потери, конденсатные пробки, утечки, величина которых значительно превышает нормативные. Кроме того, жесткая централизация делает затруднительным снабжение различных потребителей сжатым воздухом различных уровней давления .

2. Давление выбирается на уровне, необходимом самому «высокобарному» оборудованию, и многие потребители расходуют сжатого воздуха гораздо больше, чем это необходимо .

3. На большинстве компрессорных станций установлены физически и морально устаревшие компрессорные агрегаты, имеющие удельный расход электроэнергии на 25–30 % выше по сравнению с современными компрессорными агрегатами. Кроме того для этих компрессоров часто применяется водяное охлаждение с соответствующими затратами на водоподготовку .

4. Регулирование производства сжатого воздуха компрессорной станцией в соответствии с потреблением производится, либо включением – выключением компрессоров, либо дросселированием (искусственным понижением давления ниже атмосферного) на всасывании, либо стравливанием избыточного воздуха в атмосферу, объем которого достигает иногда 50 % от производительности компрессоров. Это самые неэффективные способы регулирования .

5. Потребители сжатого воздуха в подавляющем большинстве не имеют приборов учета потребляемого воздуха, что приводит к его нерациональному использованию, отсутствии стимулов к экономии .

6. На компрессорных станциях, при транспортировке сжатого воздуха, у потребителей, как правило, отсутствуют, либо установлены малоэффективные, не автоматизированные, сепараторы влаги, осушители воздуха, конденсатоотводчики .

Таким образом, модернизация и реконструкция компримирующего оборудования, распределительных сетей, потребителей сжатого воздуха в сочетании с разумной децентрализацией и утилизацией сбросной теплоты является одним из существенных резервов снижения себестоимости и повышения качества продукции, эффективным мероприятием по энергосбережению .

В этой ситуации комплексный аудит пневмосистемы предприятия или пневмоаудит – самое целесообразное решение .

Так что же такое пневмоаудит?

Аудит пневмосистемы – это всестороннее обследование существующей пневмосистемы предприятия, которое позволяет выбрать самое эффективное направление оптимизации пневмосистемы с точки зрения технической и экономической целесообразности, а также подобрать необходимое компрессорное оборудование и устройства подготовки и транспортировки сжатого воздуха .

Существует несколько видов пневмоаудита:

1. Предпусковой пневмоаудит – проводится при строительстве нового производства и позволяет определить правильность подбора оборудования с учетом энергосберегающих технологий .

2. Реконструкционный пневмоаудит – проводится при реконструкции существующего промышленного предприятия .

Говоря в дальнейшем о пневмоаудите, мы будем иметь в виду именно реконструкционный пневмоаудит .

Суть его составляет предварительное исследование характера потребления воздуха подразделениями предприятия, состояния пневмосетей, с последующим технико-экономическим обоснованием нескольких вариантов модернизации системы воздухоснабжения для выбора наиболее эффективного варианта замены или реконструкции компрессорного оборудования, распределительных сетей и потребителей сжатого воздуха .

Целью пневмоаудита является построение оптимальной системы снабжения производства сжатым воздухом, а так же определение путей эффективного снижения издержек на энергоресурсы .

Пневмоаудит проводится в несколько этапов .

1. Предварительный анализ .

На этом этапе проводится обследование существующей системы воздухоснабжения предприятия, определяются типы потребителей сжатого воздуха, расход, давление, требования к качеству воздуха. Система распределения сжатого воздуха анализируется на наличие проблемных участков пневмосетей предприятия и возможные изменения схемы потребления сжатого воздуха (децентрализация). Анализируется система производства сжатого воздуха: типы компрессоров, график их работы, управление их производительностью, т.е. эффективность их работы. Проводится анализ качества подготовки сжатого воздуха с точки зрения его необходимой целесообразности, составляется блок-схема системы и профиль давления, рассматриваются процедуры технического обслуживания системы и подготовки персонала, анализируются эксплуатационные затраты .

2. Замеры расхода сжатого воздуха .

На этом этапе проводится регистрация потребления сжатого воздуха в различных точках системы с целью углубленного анализа пневмосистемы и выявления проблем .

Основным методом замера расхода является инструментальный метод измерения потребления сжатого воздуха, основанный на установке счетчиков в сети сжатого воздуха предприятия и сбор их показаний в течение определенного времени .

Следует отметить, что существуют аналитические методы определения потребления сжатого воздуха подразделениями предприятия, основанные на паспортных данных воздухопотребляющих установок и данных о загрузке установок. Однако точность этих методов далека от удовлетворительной, а реальное потребление воздуха может сильно отличаться от паспортного вследствие физического износа оборудования .

Наличие достоверных данных по потреблению сжатого воздуха на предприятии является базовым элементом для проведения последующего анализа. Потому требуется очень тщательно подходить к выбору оборудования для инструментальных замеров расхода сжатого воздуха .

Максимально точно определить характеристики потребления воздуха в сети (расход и динамика потребления) можно только благодаря использованию современных измерительных приборов .

Так как в данной работе не ставиться целью описание принципов работы датчиков расхода воздуха, то ограничимся только перечислением наиболее употребляемых счетчиков. Это – различные дифманометры, ротационные, турбинные, ультразвуковые, вихревые, термоанемометрические счетчики, лазерные и кориолисовы расходомеры. В настоящее время это не просто показывающие счетчики и расходомеры, а сложные приборы, позволяющие осуществлять накопление данных за определенный период с установленной частотой замеров и функцией передачи данных на более высокий уровень для их дальнейшего анализа .

К выбору измерительных приборов надо подходить дифференцировано, исходя, например, из возможности их врезки в существующую пневмосеть, требований к качеству измеряемого воздуха или газа и еще многих технических и технологических факторов .

Необходимо отметить, что этап предварительного анализа существующей пневмосети предприятия и этап замера расхода сжатого воздуха потребителями наиболее значимы. Данные, полученные на этих этапах, после их анализа позволяют точно определить пути сокращения издержек и провести дальнейшее проектирование пневмосети и оптимальный подбор оборудования с учетом текущих потребностей предприятия и его дальнейшего развития .

3. Анализ результатов измерения .

На этом этапе проводиться анализ данных, полученных на первых двух этапах. Составляются диаграммы и карты потребления сжатого воздуха по участкам сети и точкам разбора воздуха. Рассчитываются реальные потери давления и производительности по участкам пневмосети (включая компрессорную станцию). Определяются проблемные участки магистрали сжатого воздуха с точки зрения пропускной способности и реального состояния трубопроводов сжатого воздуха и запорной арматуры, степень износа компрессорного оборудования .

Анализ результатов проведенных измерений в точках непосредственного производства и потребления сжатого воздуха даёт возможность выявления «слабых мест», т.е. участков с большими падениями давления, и позволяет выдавать рекомендации по оптимизации пневмосетей .

Анализ потребления воздуха в период простоя оборудования, позволяет выявить величину непроизводительного расхода воздуха (утечек) и оценить эффективность мероприятий по их предотвращению .

В результате анализа выявляются проблемы системы воздухоснабжения предприятия, определяются пути решения по их устранению, разрабатываются возможные варианты изменения схемы распределения сжатого воздуха, рассматривается вероятность выделения локальных участков производства и потребления сжатого воздуха .

Обработка результатов проведенных измерений проводится с применением стандартных компьютерных программ или специального программного комплекса .

4. Подбор оборудования .

На этом этапе производится выбор оборудования и материалов (компрессорные станции, блоки подготовки воздуха, трубопроводы и арматура, и.т.д.) как с экономической точки зрения, так и с точки зрения современных тенденций энергосбережения. Как правило, подготавливается несколько вариантов комплектов оборудования для последующего выбора наиболее подходящего .

5. Объёмно-планировочное решение линии производства и подготовки сжатого воздуха .

Этот этап является прямым продолжением предыдущего этапа .

Грамотное размещение компрессорного оборудования позволит обеспечить лёгкий доступ для проведения сервисного обслуживания, установить оптимальный тепловой режим компрессорной установки, использовать выделяемое тепло для отопления производственных помещений .

6. Технико-экономический анализ .

На этом заключительном этапе на основании полученных замеров и выбранному оборудованию составляется технико-экономическое обоснование нескольких вариантов размещения оборудования, и модернизации схемы снабжения сжатым воздухом предприятия. Например, можно оставить централизованную схему воздухоснабжения, заменив устаревшие поршневые компрессоры современными центробежными безмаслянными, или произвести полную децентрализацию с установкой винтовых компрессоров непосредственно у потребителей. Можно применить смешанную схему, выделив низкобарных потребителей в отдельную сеть, либо использовать компрессоры с регулированием производительности по воздуху путём изменения скорости вращения ротора или периодического перекрывания впускного клапана. Разница в затратах при различных вариантах может достигать сотен тысяч и даже миллионов рублей .

Данные варианты приводятся к сопоставимому виду, прежде всего по энергопотреблению и затратам на техническое обслуживание. И Заказчику остаётся только выбрать наиболее предпочтительный для него вариант .

В зависимости от поставленных задач, пневмоаудит может проводиться как в полном объеме, так и поэтапно .

Таким образом, итогом проведения пневмоаудита должно быть технико-экономическое обоснование нескольких вариантов модернизации системы производства и транспортирования сжатого воздуха с различным бюджетом. Оно должно включать в себя расчет реального экономического эффекта от предлагаемых мероприятий, позволяющих получить экономию при производстве сжатого воздуха и повысить надежность всех элементов пневмосистемы предприятия (компрессоры, ресиверы, трубопроводы, запорная арматура, фильтры очистки сжатого воздуха, осушители сжатого воздуха, сепараторы, конденсатоотводчики и т.д.) .

Хочется так же отметить, что пневмоаудит – это только первый шаг в целом комплексе работ по оптимизации пневмосистемы предприятия, состоящем из следующих основных этапов:

1. Пневмоаудит в полном объеме .

2. Разработка проекта привязки основного и вспомогательного оборудования .

3. Изготовление и (или) поставка оборудования .

4. Монтаж оборудования (шефмонтаж или авторский надзор, в случае осуществления монтажа силами Заказчика) .

5. Пуско-наладочные работы, приемочные испытания, обучение персонала .

–  –  –

Научно-технический прогресс изменил облик мирового сообщества .

Появление новых технологий, изобретений, направлений исследований, отраслей промышленности способствуют скорости морального износа имеющейся техники и технологий. Это вызывает обесценивание капитала предприятия, вызывает значительный рост издержек, падение конкурентоспособности выпускаемой продукции. Поэтому у передовых производителей растёт интерес к научным знаниям, передовым технологиям и их внедрению .

Новаторам необходимо создавать условия для быстрой реализации их идей в комфортной обстановке, с возможностью обмена идеями, опытом с себе подобными, общения с широким кругом интересных и полезных людей .

Кроме того, хорошая идея требует хорошего менеджмента, маркетинга, сервиса, адекватного финансирования. Талантливые ученые, инженеры, изобретатели (как правило, плохие менеджеры и финансисты) часто идут от того, что могут, а не от того, что необходимо рынку. Денег у них обычно нет. Таким образом, современная концепция малого и среднего наукоемкого бизнеса требует формирования особой среды, инфраструктуры, которая направляет наукоемкий бизнес в нужное русло, делает его престижной и выгодной сферой применения творческих сил, создает условия, чтобы ни одна достойная разработка не выпала из поля зрения общества .

Что же это за среда, которая, как показала мировая да и частично российская практика, является исключительно благоприятной для становления и успешного развития малого и среднего наукоемкого бизнеса?

Имя ей научный, исследовательский, технологический, научно-промышленный парк, обобщенно технопарк и инкубатор технологического бизнеса. Технопарк, инкубатор бизнеса – это среда, в которой «взращиваются» и передаются в производство наукоемкие технологии, где, как деревья в парке, «растут» инновационные предприниматели, становятся «на крыло» наукоемкие фирмы .

Инкубатор – это организация, основной задачей которой является формирование и обслуживание максимально благоприятной среды, предназначенной для развития новых инновационных фирм, находящихся на стадии возникновения и становления .

Инкубатор, как пространственная среда, представляет собой многофункциональное здание или комплекс зданий, поделенный на модули для мелких инновационных предприятий, и имеет систему обслуживания, предоставляющую сложный и простой сервис. Сложный сервис – это такие услуги как консалтинг, маркетинг, юридическое обслуживание и т.д. Простой сервис

– это такие услуги как доставка груза, уборка помещений и т.д .

Другими словами, инкубаторы предназначены для «высиживания»

новых инновационных организаций, оказания им помощи на самых ранних стадиях их развития путем предоставления информационных, консультационных услуг, аренды помещения и оборудования, других услуг. Инкубационный период предприятия-клиента длится обычно от 2 до 5 лет, после чего инновационная фирма покидает инкубатор и начинает самостоятельную деятельность .

Инкубатор, как форма и элемент инновационной инфраструктуры, находится в постоянном развитии, логику которого во многом помогает понять история возникновения и распространения инкубаторов .

Прародителем инкубаторов в сфере инновационной деятельности можно считать так называемые «творческие коммуны» архитекторов, дизайнеров, художников или мастеров народных промыслов. Эти коммуны, как правило, перестраивали занимаемые ими здания так, чтобы создать наиболее благоприятную для творчества и общения среду. Отличительной особенностью этих коммун, родиной которых считают Великобританию, является то, что они имели определенный набор услуг коллективного пользования .

Все инкубаторы, созданные и функционирующие с целью поддержки новых инновационных компаний, содействия инновационному предпринимательству, можно разделить на два основных вида. К первому относятся те, которые действуют как самостоятельные организации. Ко второму – инкубаторы, входящие в состав технопарка .

Технопарк это организация, основной задачей которой является формирование и обслуживание максимально благоприятной среды для развития наукоемких инновационных предприятий-клиентов .

Технопарк, как пространственная среда, представляет собой динамично развивающийся научно-производственный территориальный комплекс, который поделен на модули, сдаваемые в аренду и адаптируемые под требования конкретных инновационных предприятий, и имеет систему обслуживания, предоставляющую сложный и простой сервис .

Инкубатор и технопарк – это элементы инновационной инфраструктуры, которые представляют собой комплексы, предназначенные для содействия развитию малых инновационных компаний, создания благоприятной, поддерживающей среды их функционирования .

Различие между ними заключается в том, что спектр фирм-клиентов технопарков, в отличие от инкубаторов, не ограничивается только вновь создаваемыми и находящимися на самой ранней стадии развития инновационными компаниями. Услугами технопарков пользуются малые и средние инновационные предприятия, находящиеся на различных стадиях коммерческого освоения научных знаний, ноу-хау и наукоемких технологий. Другими словами, для технопарков не свойственна жёсткая политика постоянного обновления, ротации клиентов, типичная для инкубаторов в области инновационной деятельности .

Кроме того, комплексы инкубаторов располагаются, как правило, в одном или нескольких зданиях. Технопарки же обычно имеют и участки земли, которые они могут сдавать в аренду клиентским фирмам под строительство офисов .

Основными причинами неэффективности созданной инфраструктуры стали несовершенство нормативно-правовой базы, не позволяющей прозрачным образом учитывать прибыль от реализации инновационной продукции, недостаток предпринимательской культуры, отток наиболее квалифицированных кадров из науки в другие сферы деятельности, отсутствие в вузах сильной экспериментальной базы и доступа к производственным площадкам. С течением времени вузовские технопарки превратились в своеобразные маркетинговые агентства, пытающиеся продвинуть на рынок инновационные разработки профессорско-преподавательского состава и найти заказы от бизнеса на решение тех или иных прикладных задач, а муниципальные технопарки больше стали похожи на арендодателей офисных и складских помещений .

Только единичные российские технопарки за рассматриваемый период сформировались как сильные научно-производственные системы .

Ключевым фактором их успеха оказались сформированные ранее научнопроизводственные связи, которые удалось сохранить и расширить в формате технопарковской деятельности .

Следует отметить, что во второй половине 2000-х годов также произошли достаточно серьезные изменения в макроэкономической ситуации, сформировавшие острую потребность в модернизации производственной базы, многократном повышении производительности труда, увеличении конкурентоспособности производств за счет внедрения как технологических, так организационных и маркетинговых инновационных разработок .

Проблема, которую ранее специалисты в области управления инновации называли «невосприимчивостью промышленности к инновациям», в настоящее время трансформируется в проблему острой нехватки прорывных отечественных инновационных разработок высокой степени готовности, которые способны обеспечить конкурентоспособность на мировых рынках высокотехнологичной продукции и коммерческую эффективность их внедрения в течение кратко или среднесрочного периода .

По нашему мнению, одним из наиболее эффективных решений указанных проблем может быть создание полноценных технопарков на базе существующих высокотехнологичных производств, реализующих в своей деятельности модель открытых инноваций и нацеленных на создание новых коммерческих возможностей путем совместного вывода на рынок новых продуктов и услуг за счет использования комплементарных знаний различных партнеров .

Данная идея была положена в основу концепции Южного Российского технологического парка «Седин» (ЮРТП «Седин»), создаваемого в настоящее время на площадке МОАО «Седин» – ведущего отечественного станкостроительного предприятия практически с вековой историей .

Технологическое ядро производства – выпуск токарно-карусельных станков и вертикальных токарно-расточных фрезерных центров – начиная с 90-х годов, было сильно диверсифицировано в соответствии с рыночными потребностями новой экономики, что со временем сформировало благоприятные условия для создания технологического парка, объединяющего партнеров-комплементариев. На территории завода стали появляться арендаторы, со временем сформировавшие новые направления бизнеса, например, завод металлоконструкций. Сегодня на производственной площадке завода работают 20 производственных и инженерных компаний, обладающих различными компетенциями и ресурсами, дополняющих друг друга, в которых трудятся 1500 человек .

Предполагаемая архитектура ЮРТП «Седин» включает в себя решение задач экологии региона, внедрения инновационных разработок в области очистки сточных вод и создания экспериментального полигона для экологического машиностроения, производство литейных и кузнечных заготовок и изделий, предоставление котельно-сварочных услуг, генерацию электричества и тепла, обеспечивающих вспомогательное производство и являющихся поставщиками электроэнергии для высокотехнологичных бизнес-подразделений. В тоже время предоставляется возможность универсальной механообработки и термообработки мелких и средних изделий, сервисных и ремонтных услуг, производства технологических и обрабатывающих комплексов крупногабаритной механообработки, производства универсальных и специализированных токарно-карусельных станков .

Основные целевые рынки предприятий технопарка пока оцениваются исходя из имеющихся на сегодняшний день ресурсов и перспектив развития. Однако, учитывая тот факт, что ЮРТП «Седин» планирует привлечь значительный объем частных инвестиций в развитие производства, при выборе целевых сегментов, так же необходимо обязательно учитывать глобальные инвестиционные тренды .

Потенциал роста мирового рынка энергоэффективных машиностроительных технологий оценивается примерно в 8,5 % ежегодно в период до 2020 года и составит к концу 2020 около 120 млрд евро. Немецкая Инженерная Федерация провела моделирование развития машиностроения в 2010– 2020 годах по трем наиболее важным показателям развития – барьеры входа в рынок, жизненный цикл продукции и отдача от инвестиций в зависимости от уровня энергоэффективности. Исследования показали, что энгергоэффективность оказывает значительное влияние на все три вышеперечисленных фактора. Машиностроительная отрасль, обладающая широким диапазоном компетенций по замене традиционных компонент и технологий на энергоэффективные, играет центральную роль в трансформации всего технологического сектора к более экологически чистому производству. При этом три сектора имеют ключевое значение, соединяя вместе отраслевые решения для формирования основных зон роста на ближайшие годы .

Технологические цепочки в секторе энергетики в настоящий момент являются очень гибкими во многих технологически развитых странах США, Германии, Великобритании, так как растущий рынок позволяет компаниям экспериментировать с различными производственными стратегиями и выстраивать оптимальные по производственным и операционным издержкам модели взаимодействия – от вертикальной интеграции до горизонтального сетевого сотрудничества. Такое положение на мировых рынках дает отечественным производителям уникальный шанс встроиться в формирующиеся технологические цепочки в качестве поставщиков энергоэффективных технологий и компонент .

Следовательно, технопарки по сравнению с инкубаторами подразумевают создание более разнообразной инновационной среды, позволяющей предоставлять более широкий спектр услуг по поддержке инновационного предпринимательства путем развития материально-технической, социально-культурной, информационной и финансовой базы становления и развития деятельности малых и средних инновационных предприятий .

Основной структурной единицей технопарка является центр. В структуре технопарка ЮРТП «Седин» планируется образовать: инновационно-технологический центр, учебный центр, консультационный центр, информационный центр, маркетинговый центр и промышленную зону, состоящую из блоков, в которых размещаются инновационные предприятия .

Каждый из центров технопарка предоставляет специализированный набор услуг, например, услуги по переподготовке специалистов, поиску и предоставлению информации по определенной технологии, юридические консультации и т.п. В состав технопарка в качестве его отдельного структурного элемента может входить инкубатор .

–  –  –

В современной экономике инновации являются основным драйвером роста, а способность к их быстрому промышленному освоению – ключевым фактором конкурентоспособности предприятий. Растущие потребности компаний в разработке и коммерческом использовании все более совершенных и экономичных технологий заставляют их вкладывать все свободные финансовые ресурсы в инновационную деятельность. Однако высокая стоимость, сложность и комплексный характер современных научных исследований вынуждают даже крупные и финансово устойчивые предприятия все чаще обращаться к модели так называемых открытых инноваций – развивать взаимодействие с внешними сетями генерации, хранения и абсорбции знаний, использовать научный аутсорсинг, образовывать стратегические технологические альянсы и т.д .

Развитие открытых сетей генерации знания с течением времени привело к модулизации технологий. Отдельные элементы цепи добавленной стоимости стали оформляться в виде готовой продукции, заключающей в себе определенное ноу-хау. В высокотехнологичных отраслях экономики стало экономически выгодным и технологически возможным не интеграция производственной деятельности в цепи создания добавленной стоимости, как это было в эпоху индустриального развития, а, наоборот, разделение цепи создания стоимости на отдельные фрагменты. В противоположность классической организации производства, успешно применявшейся на таких машиностроительных концернах как «Форд», «Тойота» и многие другие, организация современных высокотехнологичных отраслей экономики представляет собой сеть взаимодействия различных сегментов рынка .

Как показано в исследованиях [1, 2], отделение продуктовой инновации от производства приводит к тому, что происходит сдвиг контроля рынка от фирм, занимавшихся сборкой продукта, к создателям модели продукта в неовеществленной форме. Однако следует отметить, что фрагментация технологических цепей коснулась пока только тех видов деятельности, в которых существует развитая система стандартизации и сертификации элементов архитектуры продукта .

Фрагментация технологических цепей открывает для развивающихся стран (в том числе, и для России, чей производственный и технологический потенциал сильно пострадал в последние десятилетия и только сейчас начинает восстанавливаться) возможности встраивания в формирующиеся высокотехнологичные отрасли со своей модульной продукцией. Российские машиностроительные предприятия сегодня имеют уникальный шанс, помимо обслуживания нужд отечественной добывающей промышленности, являющейся основным платежеспособным потребителем, выйти на мировые рынки машиностроительной продукции, находящиеся в условиях «технологического разрыва» и формирующие новые цепочки добавленной стоимости .

«Технологически» разрыв» – это периоды перехода от одной технологии к качественно другой (или от одного продукта к качественно другому, удовлетворяющему ту же потребность). Логика технологического разрыва представлена на рисунке 1 .

Пусть имеется некоторая технология (совокупность технологий) А, которая хорошо известна хозяйствующему субъекту. Предполагается, что технология В (совокупность технологий В) будет доминировать в данной отрасли промышленности в следующий период времени. Технологическая возможность как функция времени представлена логистической кривой (рис. 1), имеющей отрезки медленного роста – период становления нового технологического уклада и период насыщения рынков новыми технологиями и отрезок быстрого экспоненционального роста. Всем экономическим агентам известно текущее состояние, однако момент, когда новая технология распространится на эту отрасль, не вполне ясен. Понятно только, что экономический агент, первым начавший в нужный момент освоение технологии В и соответствующие капиталовложения в нее, получает весомые шансы повысить свою конкурентоспособность в будущем. Вся трудность заключается в том, что субъект как раз не знает, когда начинать вкладывать в технологию В и в каком объеме это необходимо делать и как поступить с возможностями технологии А. Наиболее приемлемой может оказаться стратегия смешанных инвестиций в обе технологии в течение всего интервала «технологического разрыва» .

Вкладывая в технологию А и обеспечивая непрерывное получение прибыли можно «выжать» максимальную отдачу от ранее вложенного капитала. Однако при сложившемся стереотипе поведения именно этот фактор и не позволяет экономическим агентам отказаться от технологии А. Вложения средств в технологию В производят, чтобы обеспечить плавный переход к ее использованию в тот момент, когда технология А себя полностью исчерпает. При этом неясным остается вопрос, в каком количестве необходимо отвлекать средства от технологии А для осуществления инвестиций в технологию В, чтобы это действительно способствовало плавному переходу к новым технологическим возможностям с сохранением прибыли, конкурентоспособности и потенциала для дальнейшего развития. В случае недостаточного инвестирования в технологию В, экономический агент может тем самым позволить своему конкуренту быстрее развернуть ее возможности, что принесет ему более высокую потребительскую стоимость. В итоге технология А с более низким качеством переработки исходного продукта начнет вытесняться технологией В, доля рынков продуктов последней растет, а продуктов технологии А падает .

Вследствие этого, падает прибыль экономического агента и снижается его потенциал для дальнейшего развития. С другой стороны, преждевременный отказ о технологии А не позволяет экономическому агенту в полной мере воспользоваться ее возможностями для наращивания инвестиционного потенциала и, как следствие тоже ведет к снижению или даже полной утрате конкурентоспособности .

Таким образом, «технологические разрывы» приводят к ситуации неопределенности на рынке, разрыву части старых производственных связей и появлению новых возможностей для компаний для встраивания в формирующиеся цепочки создания стоимости .

Создание многочисленных «технологических разрывов» и изменение структуры рынков машиностроительной продукции в последние годы в значительной степени обусловлены переходом большинства промышленно развитых стран на новые системы энергоменеджмента и введение определенных стандартов в области энергоэффективности .

Рисунок 1 – Временная логика «технологического разрыва»

Так, например, внедрение в Германии ряда нормативно-правовых актов (EnEV), направленных на повышение энергоэффективности и жилищном секторе, привело к резкому увеличению спроса на тепловые насосы, как наиболее эффективный способ обогрева и охлаждения помещений. С 2012 года вводится действие новый стандарт энергопотребления на уровне 35 кВт/ч на 1 кв.м. в год. Все новые здания и здания, прошедшие реконструкцию подлежат обязательной сертификации по стандартам EnEV (рис. 2) [3] .

Рисунок 2 – Ужесточение стандартов энергопотребления для зданий в Германии

Такая политика Германии в области энергетики вполне соответствует общеевропейским целям и поддерживается программами Евросоюза. В течение последних 10–15 лет национальные стандарты энергоменеджмента были внедрены в многих странах Евросоюза, а также в США, Японии и Корее. Следование данным стандартам в некоторых странах является обязательным, а в некоторых добровольным (табл. 1), однако даже 5 %-ный уровень проникновения стандартов систем энергоменеджмента в промышленность в странах с добровольной сертификацией (например, в США) свидетельствует о том, что энергоэффективность имеет для предприятий самостоятельную ценность как способ снижения издержек в части расходов на топливо и энергию и не рассматривается только лишь как средство избежать штрафных санкций или получить бонусы .

–  –  –

Библиографический список

1. Чесбро Г. Открытые инновации. Создание прибыльных технологий / Пер. с англ. В.Н. Егоровой. – М. : Поколение, 2007 .

2. Голиченко О.Г. Основные факторы развития национальной инновационной системы: Урока для России / Центральный экономикоматематический институт РАН. – М. : Наука, 2011. – 634 с .

3. The German Heating and Cooling Industry. Industry Overview // Germany Trade&Invest. – Berlin, 2009. – P. 12 .

4. URL: http://gisee.ru/articles/webinars/

5. Иосифов В.В. Проблемы и перспективы развития машиностроения России в посткризисный период / В.В. Иосифов, С.В. Ратнер. – Краснодар : Издательский Дом – Юг, 2011. – 150 с .

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВА

НА БАЗЕ МОДУЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В.В. Иосифов, канд. техн. наук, профессор, зав. кафедрой МСАТ Кубанский государственный технологический университет, Ю.Ю. Коржов, зам. главного инженера МОАО «Седин»

г. Краснодар, Россия Модульный принцип – это построение различных технических систем с разнообразными характеристиками путем компоновки их из типовых модулей ограниченной номенклатуры [1] .

Модульный принцип в машиностроении призван связать в единую систему проектирование изделий, разработку технологических процессов, создание средств технологического оснащения и организацию производственных процессов. Таким образом, все эти этапы должны отвечать определенным требованиям и обладать определенными свойствами, должны быть организованы на основе одной единой технологии – модульной технологии .

На сегодняшний день разработана и классификация модулей поверхностей, на верхнем уровне которой все модули разделены по служебному признаку на три группы (рабочие, базирующие, связующие). На следующих уровнях классификации модули поверхностей подразделяются по признакам, характеризующим их конструктивно–геометрическое оформление (внутренние, наружные, тела вращения, цилиндрические, конические, плоские поверхности и т.д.) .

Каждому модулю поверхности должны соответствовать свои технологические процессы их обработки и соответственно свое технологическое оснащение .

Перспективным направлением развития машиностроительного производства, а также и автоматизированных систем является построение их на основе единой модульной технологии .

При широком распространении в современном машиностроении многоцелевых станочных комплексов, способных объединить в одной технологической операции (ТО) различные виды и стадии обработки особая роль должна отводиться созданию оптимальных ТО, сформированных на модульном принципе .

В общем случае направления оптимизации операций выражаются в виде – минимизировать норму оперативного времени (Топ) и стоимость ТО (Сто) .

В качестве комплексного критерия оптимизации принимает Сто .

ТО, выполняемую на многоцелевом станке, принимаем как сложную систему, имеющую определенное число определяющих параметров .

Совокупность параметров, определяющих свойства системы, представим в виде некоторого (m + 1) – мерного вектора качества .

Под вектором качества (ВК) системы подразумеваем (m + 1)-мерный вектор, определяющий ее проектные и экономические характеристики. Из (m + 1) составляющих ВК m составляющих определяют проектные параметры системы, а один параметр – ее экономическую характеристику – полную себестоимость ТО .

Принимаем, что подвектор ВК, содержащий только технологические параметры, представляет собой вектор проектных параметров (ВПП) .

ВПП отличается от ВК тем, что он не содержит технико-экономической составляющей – стоимости .

Приступая к проектированию ТО, считаем, что ВПП определен. Все технологические составляющие ВК предполагаем удовлетворяющими высшему критерию – оптимальности системы. Поэтому на рассматриваемом этапе проектирования системы они оптимизации не подлежат. Оптимизируемым параметром является полная стоимость ТО или ее элементов, удовлетворяющая заданным техническим требованиям .

Задачу оптимального проектирования формулируем следующим образом .

1. Заданы проектные параметры ВК, т. е. ВПП, который не подлежит оптимизации, но является жестким ограничением при поиске оптимального проектного решения. Эти ограничения являются ограничениями первого рода. Эти ограничения определяются из условий построения оптимального типажа элементов ТО .

2. Заданы данные затрат, отображающие статистику стоимости элементов ТО, используемых при проектировании. Эти данные используются как ограничения второго рода .

Цель исследования – разработка формализованного метода, позволяющего синтезировать ТО, которая при заданных ограничениях имеет оптимальную (минимальную) стоимость .

Для этого необходимо составить функционал, отражающий стоимость ТО и выражающий ее через значение ВПП, назначить ограничения, определяющие допустимые значения параметров проектируемой системы, и управления, с помощью которых достигается оптимальное значение функционала .

Проектирование начинается с анализа ТО. Целью анализа является определение структуры системы; выявление влияния параметров элементов ТО на ее стоимость – (m + 1)-ю составляющую ВК. При этом структура представляется таким образом, чтобы оценка каждого из ее элементов осуществлялась ВК, имеющим физическую и экономическую сущность, совпадающую с соответствующими составляющими ВК всей ТО .

Типовая структура ТО в виде диаграммы входимости представлена на рисунке 1 .

На основе анализа структуры ТО видно, что стоимость любого элемента структуры на уровне иерархии выше базового состоит из суммы стоимостей входящих в него элементов менее высокого уровня. Кроме того для формирования этого элемента синтезом необходимы некоторые затраты .

Эти затраты Ci (с.з.) учитывают расходы, связанные с реализацией элемента как системы.

Таким образом, стоимость элемента ТО i-го уровня иерархии:

k Ci = Ci (c.з.) + Ci, j j =1 где Ci,j – стоимость j-го элемента низшего уровня, входящего в i-й элемент; Ci(с.з.) – стоимость собственных затрат на реализацию i-го элемента .

Обозначив Ci (с.з.) = Сi (k + 1), имеем формулу стоимости в виде:

k +1 Сi = Ci, j .

j =1 Рисунок 1 – Структура технологической операции (диаграмма входимости) Таким образом, стоимость технологической операции выражается через стоимость компонентов, входящих в ее структуру, плюс затраты на синтез этих компонент в операцию в целом .

Для разработки аналитического метода проектирования оптимальной операции необходимо выразить ее стоимость через величину затрат, обеспечивающих достижение заданных значений вектора качества, в виде некоторой функции, связывающей значение вектора проектных параметров со стоимостью операции .

В качестве функции используем так называемые функции КоббаДугласа, которые являются частными видами степенных функций и имеют вид:

m С = k П xj j, j =1

–  –  –

Графическое отображение стоимостных связей элементов структуры ТО оформляется в виде графа. При построении графа полагается, что элемент более высокого уровня иерархии комплектуется из входящих элементов плюс условный элемент «собственные затраты». При непрерывных стоимостных характеристиках входящих элементов можно составить бесконечное множество вариантов их сочетаний, обеспечивающих различные технологические составляющие вектора качества элемента высшего уровня. Необходимо решить задачу – при заданном значении вектора проектных параметров элемента верхнего уровня найти набор входящих элементов, обеспечивающий минимальную стоимость всего элемента верхнего уровня .

В качестве ограничений рассматриваем технические и технологические условия, связывающие значения параметров элемента верхнего уровня со значениями параметров входящих элементов .

Данная задача относится к типичным оптимизационным задачам, решаемым численными методами. Оптимальным сочетанием входящих в ТО элементов считается такое их сочетание, которое обеспечивает заданное значение вектора проектных параметров ТО при минимальной суммарной стоимости всех входящих элементов, включая и «элемент» собственных затрат .

Библиографический список

1. Базаров Б.М. Модульная технология в машиностроительном производстве / Б.М. Базаров. – М. : Машиностроение, 2001. – 368 с .

2. Зорин В.А. Основы работоспособности технических систем :

учебник для вузов / В.А. Зорин. – М. : ООО «Магистр-Пресс», 2005. – 536 с .

–  –  –

В настоящее время, чтобы предприятие приносило прибыль в условиях рынка, необходимо постоянно совершенствовать освоенные виды продукции и осваивать производство всё новых и новых изделий. Причём, чтобы изделие обеспечило экономический эффект, его производство необходимо осваивать, затрачивая как можно меньше времени и средств на технологическую подготовку производства при обеспечении высоких показателей качества изделия .

На современном этапе машиностроению присущи такие признаки, как расширение номенклатуры и повышение частоты сменяемости выпускаемой продукции, сокращение длительности производственного цикла и небольшие размеры партий запускаемых изделий, сейчас производство выпускает продукцию «под потребителя». Важнейшим свойством производственных систем в этих условиях становится их способность приспосабливаться к изменениям производственной ситуации [1] .

Задачи сокращения сроков создания и освоения выпуска новой продукции требуют широкого использования методов ускоренной подготовки производства. Таким образом, встает вопрос о «гибкости» производства, т.е. о возможности его быстрой переналадки .

Важной формой ускорения подготовки производства и сокращения затрат на освоение новой техники является повышение гибкости производственных подразделений. Процесс перестройки производства на выпуск новой продукции требует больших затрат времени и других ресурсов .

Вместе с тем в современных условиях появляется возможность, применяя специальные технические средства и организационные решения, повысить гибкость производственных систем и на этой основе обеспечить переход на выпуск новой продукции в короткие сроки и с наименьшими затратами .

Одним из методов, реализация которого позволяет повысить степень гибкости производственных систем, является групповой метод обработки изделий. Групповой производственный процесс разрабатывается на комплексную деталь с такой очередностью операций, которая должна обеспечить обработку любой детали данной группы. При этом технологическое оснащение также должно быть групповым и пригодным для любой детали группы. Применяемое оборудование в свою очередь должно обеспечивать высокопроизводительную обработку и простую переналадку на обработку новой партии деталей [2] .

Для обработки сложных и ответственных деталей в условиях серийного производства широко распространенно применение агрегатных станков .

Агрегатные станки не требуют большой производственной площади, обеспечивают стабильную точность обработки, могут обслуживаться операторами невысокой квалификации допускают многократное использование нормализованных деталей и узле при настройке станка на выпуск нового изделия. Однако эти станки мене гибки при переналадке по сравнению с многоцелевыми станками .

Многоцелевые станки, которые сочетают возможности токарных станков с ЧПУ, токарных и фрезерных обрабатывающих центров, в настоящее время являются одной из наиболее динамично развивающихся концепций металлообработки. Сочетание пяти-координатной обработки с автоматической сменой инструмента позволяет выполнять множество операций. Возможно даже выполнение таких операций как шлифование, зубофрезерование, закалка. Помимо технологической гибкости вы получаете ещё и высокую надёжность .

Сердцем станка является инструментальный шпиндель, который может поворачиваться относительно оси B станка, за счет этого обеспечивается сложная траектория перемещения инструмента. Оснащенные современной системой ЧПУ, многоцелевые станки могут выполнять операции, для которых раньше использовались более сложные станки или даже несколько станков. Конструкции многоцелевых станков постоянно совершенствуются, добавляется всё больше новых возможностей. На многоцелевой станок можно установить дополнительный токарный шпиндель, а также револьверную головку для того, чтобы улучшить технологические возможности, повысить производительность и экономическую эффективность обработки .

Основные преимущества, которыми обеспечивают нас многоцелевые станки – это меньшее время обработки, увеличение такта выпуска, стабильность качества выпускаемой продукции. Плюсом обработки за один установ является исключение погрешности, появляющейся при переустановке заготовки. Все перечисленные свойства позволят увеличить гибкость «производства» .

Сочетание всех возможных инструментов станка позволяет рационально использовать станочное время. На многоцелевых станках с использованием стандартного инструмента появляется возможность обработать поверхности, которые, при обработке их на обычном станке, требовали бы применения специального инструмента .

Механическая обработка на многоцелевом станке сложных многогранных деталей позволяет выполнить обработку детали всего с одной настройкой станка, оставаясь при этом конкурентоспособным за счет уменьшения времени работы и расширения возможностей механической обработки .

Высокая стоимость многоцелевых станков делает необходимым во всех случаях их предполагаемого применения производить серьезный предварительный анализ эффективности их использования в данных конкретных условиях производства .

При анализе эффективности применения многооперационных станков, кроме экономических расчетов необходимо учесть большое число дополнительных факторов .

1. Возможность совершенствования конструкции обрабатываемых деталей обеспечивается концентрацией обработки деталей по многим обрабатываемым поверхностям, в том числе сложной формы при одном закреплении заготовки .

2. Изготовление сложных по конструкции деталей не требует создания сложных приспособлений, специальных режущих инструментов, копиров и шаблонов, что упрощает подготовку производства новых изделий и ускоряется их промышленное освоение, а так же способствует быстрому развитию новой техники .

3. Применение технологии обработки сложных корпусных деталей, выполняемой на станке без переустановки заготовки:

– устраняет необходимость создания большого числа дорогостоящих специальных приспособлений и технологической оснастки; при применении многооперационных станков стоимость технологической оснастки сокращается до 70–80 %;

– делает возможной обработку многих поверхностей при использовании для базирования детали необработанной поверхности (черновой базы) без предварительной обработки .

4. При использовании многоцелевых станков вследствие повышения режимов резания и сокращения излишних перегибов и холостых ходов инструмента машинное время может быть снижено в 2–10 раз. Связанное с повышением режимов резания возможное снижение стойкости инструмента компенсируется тем, что в магазине станка устанавливаются инструменты-дублеры, которые быстро автоматически заменяют затупившиеся инструменты, предотвращая простой станка .

5. Создание при этом постоянных и оптимальных условий работы режущего инструмента, независимо от колебаний припуска, ширины обработки и твердости обрабатываемого материала, устранение кондукторных втулок, создающих дополнительные ударные нагрузки на инструмент, обеспечение правильной геометрии и своевременной заточки инструмента приводят к тому, что фактическая стойкость режущего инструмента на многоцелевых станках на 20–25 % выше, чем на обычных станках, несмотря на применение более высоких режимов резания .

6. Сокращение применения дорогостоящих специальных, фасонных инструментов и расхода соответствующих заточных шлифовальных кругов специальных профилей способствует общему снижению затрат на режущий инструмент .

7. Оптимизация последовательности обработки (например, последовательности обработки многочисленных отверстий на разных сторонах деталей), повышение скорости холостых ходов до 3–10 м/мин и сокращение длин врезания и перебегов инструментов уменьшает суммарную длину холостых ходов и общие затраты вспомогательного времени. При этом время непосредственной работы режущих инструментов (время резания) в общих затратах времени на операцию значительно возрастает .

8. В связи с тем, что точность обработки определяется правильностью составления программ и не зависит от рабочего, при использовании многооперационных станков изменяется функция технического контроля и сокращается объем контрольных операций. Общий объем контрольных операций сокращается на 50–90 % .

9. Возможность улучшения организации производства и повышения экономических показателей обеспечивается концентрация обработки, повышение экономических показателей и производительности многооперационных станков сокращает общее число потребных металлорежущих станков на заводе. В среднем один такой станок заменяет 3–4 обычных станка, а при обработке сложных корпусных деталей заменяет 10–17 станков. В результате этого:

а) уменьшаются общая потребность в металлорежущих станках и соответствующие затраты;

б) уменьшаются производственные площади цехов, складских помещений для хранения незавершенного производства, заготовок, материалов, технологической оснастки, а также площадей отделов технического контроля;

в) уменьшаются площади технологических бюро и инструментальных групп, занятых конструированием и производством технологической оснастки .

При общем уменьшении производственных и вспомогательных помещений доля первых увеличивается почти вдвое .

Уменьшение количества потребных станков и соответствующая реорганизация процесса обработки деталей приводят к тому, что:

а) уменьшается объем внутрицехового транспорта и соответствующих транспортных расходов;

б) уменьшается продолжительность производственного цикла – межоперационного пролеживания деталей (на складах, в ОТК и межоперационной транспортировке) и соответственно сокращается общий объем незавершенного производства и ускоряется оборачиваемость оборотных средств .

Выполнение обработки в строгом соответствии с установленной программой позволяет произвести точный расчет общей продолжительности обработки деталей и их поставки на сборку, расчет реальной загрузки оборудования, потребности в рабочей силе, материалах и вспомогательных средствах. Это делает возможным значительно улучшить планирование производства и использование всех его возможностей (материальных и других резервов); при этом возникают дополнительные возможности сокращения объемов заделов деталей и запасов заготовок инструментов и вспомогательных материалов .

Широкая автоматизация многооперационных станков в значительной мере освобождает рабочего от непосредственного участия в управлении процессом .

В результате этого 4/5 времени работы станка рабочий только наблюдает за действием механизмов и только 1/5 времени непосредственно участвует в работе. Это создает условия для многостаночной работы и в некоторых случаях совмещения обслуживания станка с настройкой режущего инструмента вне его, выполнением отдельных доделочных операций и других вспомогательных работ. Вследствие этого снижаются потребность в рабочей силе и общие расходы по заработной плате .

Современные многоцелевые станки позволяют производить обработку по 5 и даже по 7 осям .

Станки, на которых осуществляются перемещения одновременно по пяти осям, остаются дорогими. Менее дорогими являются станки, на которых заготовка устанавливается при двух поворотах на столе, фиксируются подвижные компоненты и затем обработка выполняется при перемещениях по осям: X, Y и Z (режим 3 + 2) .

При режиме 3 + 2 нет необходимости в сложном программировании, а деталь обрабатывается с пяти сторон с одного установа; при этом, уменьшаются затраты на зарплату, сокращается длительность обработки, повышается качество продукции, в том числе при изготовлении несложных деталей. На 3-координатном станке, с другой стороны, для обработки каждой стороны заготовки необходима отдельная наладка, возникает вероятность появления ошибок. На 5-координатном станке делать фиксируется один раз, а затем поворачивается в отдельные позиции для резания на каждой из сторон без перезакрепления .

5-координатные станки могут быть оборудованы с наклонноповоротным столом и поворотной шпиндельной головкой. Повороты относительно оси А совершаются относительно линейной оси Х, а относительно оси В – применительно к линейной оси Y. Ось С используется для вращения относительно оси Z. При этом, наклонно-поворотный стол реализует повороты относительно осей А и С, а при поворотной шпиндельной головке вращение выполняется относительно осей В и С. [3] Библиографический список

1. Бочкарев П.Ю. Планирование технологических процессов в условиях многноменклатурных механообрабатывающих систем. Теоритические основы разработки подсистем планирования технологических операций : учеб. побие / П.Ю. Бочкарев, А.Н. Васин. – Саратов : Сарат. гос .

техн. ун-т, 2004. – Кн. 1. – 136 с .

2. URL: http://www.kycherova.ru/cokrazenie/index.html

3. URL: http://stanmag.ru/index.php?option=com_content&view= article&id=1943:-1&catid=63:point-news

–  –  –

Цепная передача – это механическая передача, в которой энергия с ведущего вала передаётся на ведомый вал или валы посредством зацепления гибкого элемента – цепи с зубьями ведущей и ведомой или ведомых звёздочек .

Обычные – рядовые цепные передачи (рис.

1) имеют межосевое расстояние:

De1 + De 2 а + (30 50), мм, где De1, De2 – диаметры окружностей выступов соответственно ведущей и ведомой звёздочек .

Передача энергии на расстояние De1 + De 2 0а + (30 50), мм возможна только при применении специальных цепных передач, таких как передачи с малыми межосевыми расстояниями (рис. 2) и передачи с внутренним зацеплением (рис. 3), а применение и использование их возможностей позволяет проектировать волновые и планетарные цепные передачи .

Развитие техники и технологий ставит перед исследователями вопрос о необходимости применения цепных передач в областях, где применение известных цепных передач невозможно .

Учитывая вышеизложенное, предложена (рис. 4) классификация цепных передач, в которой наряду с известными передачами традиционного исполнения приведены и специальные цепные передачи, вновь предлагаемые или малоизвестные специалистам .

–  –  –

Рисунок 2 – Цепная передача с малым межосевым расстоянием

Рисунок 3 – Передачи с внутренним цепным зацеплением:

а – с передаточным отношением u 1; б – с передаточным отношением u 1

–  –  –

При проведении различных исследований необходима экспериментальная проверка теоретических положений. Исследуемые процессы могут быть как плавноменяющиеся, так и быстротекущие. Исследование последних затруднено их скоротечностью. Для регистрации таких процессов используется ЭВМ с АЦП. Так как для осуществления записи на жесткий диск ЭВМ информационного сигнала необходимо преобразовать аналоговый сигнал в цифровой код с помощью АЦП .

Например, для регистрации динамических нагрузок, действующих в цепной передачи, на кафедре технической механики КубГТУ создана измерительная система, блок-схема которой приведена на рисунке 1 .

Рисунок 1 – Блок-схема измерительной системы для регистрации динамических нагрузок, действующих в цепной передаче

–  –  –

Одной из проблем восстановления зубьев зубчатых колес является необходимость получения равномерной величины наращенного слоя на их рабочих поверхностях. Одним из наиболее приемлемых методов равномерного нанесения восстанавливающего слоя является электролитическое натирание, которое имеет ряд преимуществ перед электролитическим осаждением в гальванической ванне или при вневанном осаждении хрома в принудительном потоке электролита. Так, при ванном осаждении имеет место значительный межэлектродный промежуток, при котором плотность тока по боковым поверхностям зубьев распределена неравномерно из-за искажения электрического поля во впадинах зубьев, вследствие чего и толщина осажденного слоя окажется неравномерной по высоте зуба. Кроме того, и получение высокой скорости осаждения хрома, свойственное электролитическому натиранию, при ванном процессе существенно ограничено. Применение же вневанного осаждения хрома в проточном электролите может обеспечить высокую производительность процесса осаждения, но потребует сложного оборудования, и не гарантирует равномерной толщины осажденного слоя на боковых поверхностях зубьев также по причине искажения формы электрического поля .

Учитывая сравнительно небольшую величину допустимого износа зубьев зубчатых колес, в качестве наносимого покрытия может быть использовано хромирование с толщиной наносимого слоя 0,3–0,4 мм, достаточного для последующей механической обработки зубьев шлифованием. Необходимое качество восстанавливающего слоя можно получить и путем железнения поверхности зубьев с их последующей цементацией и термообработкой .

Представляет интерес и нанесение слоя хрома или железа по подслою меди, также нанесенному методом электролитического натирания, что может обеспечить определенную эластичность слоя хрома в процессе приработки колеса в зацеплении .

В настоящее время метод электролитического натирания достаточно широко используется для восстановления цилиндрических поверхностей валов и отверстий корпусных деталей, но использование его для восстановления изношенных поверхностей более сложной формы, например зубьев шестерен, практически не находит применения, чему препятствует ряд причин, к которым следует отнести необходимость существенного усложнения существующей оснастки, и прежде всего электрода – инструмента, способного совместить функцию обкатывания колеса и носителя тампона, подающего рабочий электролит к натираемой поверхности зубьев. В данной работе предлагается заменить тампон кольцевой многослойной лентой из ткани, часть витка которой погружена в ванну с электролитом, подаваемым этой лентой в рабочий зазор, образованный восстанавливаемым колесом и электродом – инструментом. Электрод – инструмент выполнен в виде шестерни, изготовленной из нержавеющей стали, ширина зуба которой по диаметру начальной окружности уменьшена на толщину ленты, выполняющей функцию тампона при операции электролитического натирания. Обрабатываемое колесо установлено на втулке, изготовленной из латуни и выполняющей функцию коллектора, через который к колесу посредством графитовой щетки подключается минусовой вывод источника постоянного тока, напряжение которого можно регулировать в пределах 6–24 В, обеспечивая необходимую плотность тока процесса электролитического натирания. Схема установки для электролитического натирания приведена на рисунке 1 .

Рисунок 1 – Схема процесса электролитического натирания:

1 – восстанавливаемое колесо; 2 – электрод – инструмент; 3 – лента; 4 – щетка Электрод – инструмент установлен на приводном валу установки, на котором также размещен коллектор для подключения положительного зажима источника тока и диск фрикционной передачи привода вращения электрода – инструмента .

В качестве электролита может быть использован раствор, содержащий 150 г/л хромового ангидрида и 2,5 г/л серной кислоты или 350 г/л хромового ангидрида и 3,5 г/л серной кислоты .

Процессу электролитического натирания должен предшествовать процесс декапирования, для выполнения которого установку для натирания необходимо подключить к источнику тока в обратной полярности на 30–45 с .

Предлагаемый метод может быть использован и для нанесения упрочняющего слоя на вновь изготавливаемые зубчатые колеса .

–  –  –

Детонационная пушка 1 установлена с помощью качающейся опоры 4 на стойке суппорта станка (на рисунке 2 не показана), позволяющей ей совершать движения поворота вслед за вращающейся шейкой 2 коленвала счет поворота патрубка 3 с помощью поддержки 4, шарнирно соединённой с подвижным патрубком. Патрубок с помощью пружины (на рисунке не показана), поджат к шейке 2; для устранения непосредственного контакта напыляемой поверхности шейки с поддержкой 4 и для её охлаждения в выемку опоры 4 подаётся сжатый воздух .

Предлагаемый способ детонационного напыления может быть использован не только для восстановления изношенных коленчатых валов, но и для нанесения упрочняющего слоя при их изготовлении .

Библиографический список

1. Прикладная техника обработки поверхности металлических материалов : справ. изд. / Г. Симон, М. Тома; пер. с нем.; под ред. А.Ф .

Пименова. – Челябинск : Металлургия, Челябинское отделение, 1991. – 368 с .

2. Дюмин И.Е Ремонт автомобилей / И.Е. Дюмин, Г.Г. Трегуб / Под ред. И.Е. Дюмина. – М. : Транспорт, 1998. – 280 с .

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА,

ИННОВАЦИОННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ

КОМПРЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ

И ГАЗОРАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ





Похожие работы:

«Васильев Иван Петрович ТЕХНОЛОГИЯ АКТИВАЦИОННОГО СПЕКАНИЯ ОКСИД-ЦИРКОНИЕВОЙ КЕРАМИКИ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПОТОКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ Специальности: 05.17.11 – Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов 01.04.07 – Физика конден...»

«ОТЗЫВ ОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТА Скоробогатченко Дмитрия Анатольевича на диссертационную работу Магомадова Руслана Сайдалиевича "Поддержка принятия решений при управлении вспомогательными и перевозочными процессами строительства", представленную на соискание учёной степени кандидата технических наук...»

«XIV МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ СТУДЕНТОВ, АСПИРАНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ "ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ НАУК" ГАЗОФАЗНОЕ ГИДРИРОВАНИЕ ЦИРКОНИЕВОГО СПЛАВА Э110 ДО РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ВОДОРОДА С РАВНОМЕРНЫМ РАСПЕРДЕЛЕНИЕМ Сюэ Юйхан Научный руководитель: ассистент кафедр...»

«СИРОТКИНА АЛЕКСАНДРА ЛЬВОВНА КРИЗИС КИПЕНИЯ НАНОДИСПЕРСНОЙ ЖИДКОСТИ В ЭЛЕМЕНТАХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Специальность 01.04.14 – Теплофизика и теоретическая теплотехника Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2017 Работа выполнена в федеральном государственно...»

«ГОСТ 6238-77 Группа В62 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ТРУБЫ ОБСАДНЫЕ И КОЛОНКОВЫЕ ДЛЯ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ И НИППЕЛИ К НИМ Технические условия Casing and coring pipes for geology-exploring drilling and nipples for them. Speci...»

«Преобразователь/зарядное устройство серии Основные возможности APS X мощностью 1000 Вт / 12В= / 230 В~ с Обеспечивает чистое q выходным сигналом чистой синусоидальной синусоидальное формы и жестким кабельным подключением электропитание напряжением 230 В~ от источни...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Инженерная школа информационных...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет КОМПОЗИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТН...»

«1122/2018-51945(2) ВОСЬМОЙ АРБИТРАЖНЫЙ АПЕЛЛЯЦИОННЫЙ СУД 644024, г. Омск, ул. 10 лет Октября, д.42, канцелярия (3812)37-26-06, факс:37-26-22, www.8aas.arbitr.ru, info@8aas.arbitr.ru ПОСТАНОВЛЕНИЕ город Омск 12 октября 2018 года Дело № А46-4161/2018 Резолютивная часть постановления объявлена 08 октября 201...»

«Охранная контрольная GSM панель на 4 (6) зон NV 206 Версия 1.хx Руководство по эксплуатации Содержание 1. Назначение 2. Технические характеристики 3. Комплектация 4 . Назначение компонентов 5. Подключение 6. Устройство и работа 7. Индикация 8. Программирование 9. Назначение перемычек 10. Обн...»

«Стоцкий Виталий Валерьевич НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ СЛАНЦЕВОЙ ФОРМАЦИИ И НИЖНЕМЕЛОВОГО КОМПЛЕКСА КОЛТОГОРСКОГО МЕЗОПРОГИБА (НА ОСНОВЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ) 25.00.10 – Геофизика, геофизические м...»

«С У Х И Х АЛЕКСАНДР Н И К О Л А Е В И Ч П О В Ы Ш Е Н И Е ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОКИ С Т В О Л О В О Й Д Р Е В Е С И Н Ы С У Ч Е Т О М ПРОИЗВОДСТВА Р А Д И А Л Ь Н Ы Х П И Л О М А Т Е Р И А Л О В НА Л Е С О С Е К Е Специальность 05.21.01 -Технологая и машины лесозаготовок и лесного хозяйс...»

«Общество с ограниченной ответственностью 614015, г. Пермь, ул. Строителей, 10, пом. 2 тел./факс (342) 229-77-05, 229-77-06, e-mail: gkt2003@yandex.ru ИНН 5905226934, КПП590501001, ОГРН 1035900850985, СРО-П-157-23072010 Техническое перевооружение котельной АО Новомет-Пермь по а...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" А. А. Мезенцев, В. М. Павлов, К. И. Байстр...»

«Содержание Стр. Назначение 1. 2 2. Технические характеристики 3 3. Состав толщиномера 4 4. Устройство и принцип работы 4 5. Подготовка к работе 8 6 . Порядок работы 10 7. Техническое обслуживание 14 Возможные неисправности и способы их 8. 14 устр...»

«ПРОКОПЬЕВ АНДРЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ НАГРУЗКИ В БЕСПРОВОДНЫХ СЕНСОРНЫХ СЕТЯХ 05.12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербур...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION. METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC) ГОСТ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ 33118— СТАНДАРТ МАТЕРИАЛЫ КОМБИНИРОВАННЫЕ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЕВОЙ ФОЛЬГИ Технические условия Издание официальное Москва Стандарти...»

«III Всероссийская конференция "Радиолокация и радиосвязь" – ИРЭ РАН, 26-30 октября 2009 г. ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ФАР О.И. Крахин, В.А. Зенин Московский авиационный институт (ГТУ) Стат...»

«Содержание ВВЕДЕНИЕ 3 РАЗДЕЛ 1. 6 Организационное развитие технологической платформы РАЗДЕЛ 2. Реализация стратегической программы исследований технологической платформы РАЗДЕЛ 3. 22 Развитие механиз...»

«0503314 OP Е Д У К TOP РОССИЯ СДЕЛАЕМ С УМОМ! НАУЧНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦЕНТР т Шлагбаумы т Ворота т Заградительные устройства САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2004 www.reduktorntc.ru НТЦ Редуктор проектирует, производит и поставляет технические средства безопасности и защиты об...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.